Qu'est-ce que les trous noirs ?

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II-Qu’est ce que les rayons gamma ?

1- Les différents rayonnements existants

Un rayonnement est le produit de la destruction naturelle d’un atome radioactif causé par un surplus d’énergie. Il existe dans l’univers différents types de rayonnements, deux grands groupes se forment : les rayonnements ionisants et non-ionisants.

A° Les rayons non-ionisants

Les rayonnements non-ionisants sont des rayonnements faibles car leur énergie électromagnétique n’est pas assez puissante pour former des ions à partir d’un atome. La lumière visible en fait partie, ainsi que les ultraviolets et les infrarouges. Ils composent aussi les ondes aux-quelles nous sommes le plus exposés comme les micro-ondes (par les téléphones portables ou sans fil, les fours micro-ondes, la wi-fi, les détecteurs de mouvement), les ondes radio (la télévision, la radio) et les basses fréquences.

B° Les rayons ionisants

Les rayonnements ionisants sont divisés en plusieurs catégories : les plus importants sont les rayonnements électromagnétiques. Les rayonnements électromagnétiques sont les plus énergétiques. Ils se propagent en ondes et les deux principaux sont les rayons X et Gamma. Il sont issus de la même action mais pas du même endroit exact : le premier est émis du nuage électronique de l’atome alors que le second de son noyau. Nous nous intéresserons plus particulièrement aux rayons Gamma car ce sont ceux utilisés dans l’astronomie. 

2- Propriétés

Les rayons gamma sont des rayons électromagnétiques plus pénétrants que les rayons Alpha et Bêta. Le rayonnement gamma est émis par le noyau des atomes possédant un trop plein d’énergie. Ils sont de l’énergie pure, sans masse, constitués de photons. Ils sont plus énergétiques que les rayons X qui sont également des rayons électromagnétiques mais émanent cependant du nuage électronique de l’atome. Les rayons Gamma et X sont très peu nombreux sur Terre.

Ces rayons ont des propriétés ionisantes, c’est-à-dire qu’ils peuvent, à partir d’un atome neutre, créer un ion. On utilise les rayons Gamma dans le médical (comme par exemple la gammagraphie, la médecine nucléaire ou tout simplement l’imagerie médicale), dans certains domaines industriels (comme la désinfection ou la stérilisation par irradiation), dans la spectrométrie et dans l’astronomie.

3- Dangers

La très grande énergie émise par les rayonnements gamma est néfaste pour l’Homme. La couche d’ozone nous préserve de ceux-ci. Seule une partie infime d’entre eux la traverse(1/mois/m2). Le fait qu’ils puissent traverser du plomb montre bien qu’il est facile de se faire irradier. De plus, ces rayonnements ionisants peuvent faire des dégâts importants sur les cellules vivantes, comme des atteintes cutanées, ophtalmologiques, hématologiques, cellulaires pouvant provoquer des cancers, des malformations fœtales, des mutations génétiques. Il est donc important de se protéger de ces rayonnements, autant au niveau de la prévention de groupe (vérification fréquente du fonctionnement des appareils utilisant ces radiations, formation à leur utilisation, délimitation et signalisation des zones d’émission, écrans de protection, ventilation, confinement des sources de rayonnement) que celui de la prévention individuelle (surveillance médicale régulière, port de protection contre les rayon…).

III-Quel est le lien entre les trous noirs et les rayons gamma ?

1-L’observation d’un trou noir

De nos jours, il est impossible de faire une reproduction d’un trou noir, les risques sont trop élevés. De plus, les données sur les trous noirs sont pour une partie de simples hypothèses. Mais comment les trous noirs peuvent à la fois exister et ne pas exister ? Telle est la question que se posent un grand nombre de scientifiques. Désormais, les scientifiques recherchent désespérément à rattacher par les deux bouts les lois de la physique actuelle en une théorie unifiée.

On ne peut pas observer les trous noirs directement, mais on peut deviner leur existence à cause de différents phénomènes qu’ils induisent sur leur environnement. Ainsi, le mouvement très rapide de certaines étoiles au centre de la Voie Lactée a permis de deviner un objet cosmique de très forte masse concentré dans un rayon très petit. Les astronomes en ont déduit la présence d’un trou noir. Lors de leur formation, certains trous noirs naissent dans un sursaut de rayons gamma. Ce genre de sursaut peut donc être détecté et interprété comme la naissance d’un trou noir.

Mais il existe aussi d’autre moyens pour détecter les trous noirs comme les systèmes binaires ou encore les effets de lentille gravitationnelle.

Les trous noirs sont particuliers par leur très grande force d’attraction et comme nous l’avons dis précédemment, tout les éléments à proximité sont aspirés en leur centre. En se rapprochant du centre du trou noir, la vitesse de la matière s’accélère et cette dernière subit une destruction complète, puis elle disparaît dans le centre du trou noir. En revanche, avant d’être définitivement happée par le trou noir, la matière tourne dans le disque d’accrétion, que nous avons défini ci-dessus. A cet endroit la matière y est chauffée à des températures extrêmes. Une fois la matière au cœur d’un trou noir, elle n’en ressort jamais, elle reste coincée dans un espace, un lieu inconnu (comme dans une quatrième dimension), beaucoup d’hypothèses sont formulées à ce sujet.

2- Quand les rayons gamma apparaissent-ils ?

Premièrement nous pouvons observer des rayonnements Gamma lors de la création d’un trou noir : l’étoile, en fin de vie, va avoir tendance à s’attirer elle-même, en son centre, à cause d’une gravité ayant une puissance incroyablement plus élevée. L’étoile va résister un certain temps en brûlant de l’hydrogène puis, lorsqu’elle n’en aura plus pour résister à l’attraction, son noyau va l’aspirer jusqu’à son effondrement sur elle-même, où elle disparaîtra et formera un trou noir.