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Une première question se pose à propos des quasars : quel mécanisme fournit autant d'énergie dans un volume aussi petit, au centre même de certaines galaxies ? Est-ce le chauffage des atomes ?
Une allumetteallumette brille lorsque ses atomes de phosphorephosphore sont excités par frottement. Il faudrait disposer de beaucoup d'allumettes, probablement des milliards de milliards de milliards de milliards de milliards, voire davantage, pour libérer une énergie équivalente à celle qui fait briller les quasars ! Et comment mettrions-nous ce phosphore dans un volume aussi petit ?
Les trous noirs sont-ils la clé de l'énigme de l'énergie des quasars ? © Nasa/CXC/M. Weiss
L'énergie des quasars
Plus efficace que nos allumettes, l'énergie nucléaire est la source que les étoilesétoiles empruntent pour briller leur vie durant. Comme toutes les étoiles du ciel, le SoleilSoleil est une véritable usine nucléaire, destinée à fonctionner pendant des milliards d'années. Chaque seconde, il transforme 700 millions de tonnes d'hydrogènehydrogène en noyaux d'héliumhélium.
Malheureusement, si le Soleil satisfait nos besoins, il faut reconnaître que ce mécanisme ne suffirait pas pour alimenter un quasar, car, lors de ce processus, moins de 1 % de la matièrematière en jeu est transformé en rayonnement : sur 1 kgkg d'hydrogène, seuls 7 g se manifestent sous forme d'énergie lumineuse.
En un an, un quasar désintègre l'équivalent de 10 fois le Soleil. Si le phénomène dure 100 millions d'années, un milliard de massesmasses solaires doivent ainsi disparaître en lumièrelumière. Un si petit rendement signifierait que le quasar aurait absorbé pendant ce laps de temps 100 milliards de soleils ou l'équivalent de toute la Voie lactéeVoie lactée, le tout, répétons-le, étant compacté dans un tout petit volume, ce qui reste difficilement crédible.
L'énergie de gravitation transformée au bénéfice de l'énergie cinétique
Peut-on trouver plus efficace ? Eh bien oui : il existe un mécanisme plus efficace encore, et dont les effets nous sont familiers, car ils sont dus à la gravitationgravitation, cette force qui nous tient assis sur notre fauteuil et provoque l'accélération de la descente du parachutiste lorsqu'il est en chute libre... Dans ce cas, l'énergie de gravitation est transformée au bénéfice de l'énergie cinétiqueénergie cinétique.
Cette méthode de récupération de l'énergie est souveraine et on la trouve à l'œuvre quand certaines étoiles, appelées « étoiles à neutronsétoiles à neutrons », cannibalisent leurs voisines. Nous allons voir que le candidat rêvé pour résoudre l'énigme des quasars est bien plus vorace encore que les étoiles à neutrons : c'est le trou noirtrou noir.
