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Les trous noirs sont les objets les plus denses de l'univers. En raison de leur densité, ils forment des champs gravitationnels extrêmement puissants. Les trous noirs absorbent toute la matière et l'énergie environnantes dans une certaine proximité. Pour cette raison, ces objets célestes n'émettent aucune lumière et n'ont donc pas de couleur. Les astronomes peuvent toutefois les détecter en surveillant les propriétés des matériaux et de l'énergie les entourant.
Un rayonnement électromagnétique
Le spectre électromagnétique décrit la gamme de longueurs d'onde et de fréquences de différents types de rayonnement. Les rayons X, les ondes radio et la lumière visible font partie des nombreux types de rayonnement trouvés sur ce spectre. Vous rencontrez le phénomène de couleur lorsque le rayonnement électromagnétique de certaines longueurs d'onde atteint vos yeux. Le rayonnement électromagnétique voyage plus rapidement que tout dans l'univers. Il se déplace à près de 300 millions de mètres par seconde (plus de 186 000 km / s). Néanmoins, la gravité affecte le rayonnement électromagnétique. Même le rayonnement électromagnétique ne peut pas échapper à la force gravitationnelle d'un trou noir. Par conséquent, vous ne pouvez réellement rien voir lorsque vous regardez un trou noir. Aucune lumière, visible ou autre, n'est émise par le trou noir lui-même.
L'horizon des événements
L'horizon des événements décrit le point auquel la force de gravité exercée par un trou noir est suffisamment forte pour que rien ne puisse y échapper. Comme la force gravitationnelle exercée par un objet diminue plus loin de celui-ci, la matière peut échapper à la gravité de trous noirs située dans la zone située au-delà de l'horizon des événements. Alors que les objets à l'intérieur de l'horizon des événements ne peuvent jamais être vus, les observateurs pourront voir des objets en dehors de l'horizon des événements.
Redshift
Lorsque les corps astronomiques s'éloignent de l'observateur, ils apparaissent en rouge. Ce décalage vers le rouge est dû au fait que la vitesse à laquelle ils s'éloignent de l'observateur étend la longueur d'onde de la lumière visible émise par l'objet. Cette lumière est décalée vers l'extrémité rouge du spectre électromagnétique, caractérisé par de plus grandes longueurs d'onde. Lorsque les objets se déplacent vers l'horizon des événements d'un trou noir, ils subissent un redshift infini. Par conséquent, ils deviennent de couleur plus rouge pour un observateur jusqu'à ce qu'ils deviennent trop pâles pour être vus.
Accrétion et rayons X
Lorsque la matière se rapproche d'un trou noir, elle se déplace sous une forme appelée disque d'accrétion. Généralement, ces disques se forment en raison d’interactions entre l’élan propre à la matière et les forces de gravitation des trous noirs. À mesure que la force de gravité sur la matière en mouvement augmente, la matière se réchauffe en raison du frottement entre ses particules atomiques constitutives. Finalement, cette énergie est libérée sous forme de rayonnement électromagnétique - principalement un rayonnement X. Ces émissions de rayons X à proximité d'un trou noir se projettent généralement dans des pôles à proximité de l'horizon de l'événement, perpendiculairement au disque d'accrétion. Par conséquent, un télescope à rayons X peut voir les émissions liées à un trou noir.