Le Physeter Catodon venait d’émerger d’une dilatation trans-spatiale artificiellement crée dans le voisinage indirect de l’étoile HD 226868, une supergéante de type B 0 et de son abrupt compagnon, un trou noir. Cygnus X-1 était le nom que des astronomes et astrophysiciens du XXème siècle avaient donné à cette étoile binaire X variable.

Une élémentaire règle de sécurité imposait à l’équipage du luxueux yacht stellaire la prudence dans ce genre de déplacement utilisant cette -ô combien pratique- technique de translation reliant deux points de l’espace, parfois fort distants. La proximité de fortes perturbations gravitationnelles pouvait avoir une incidence sur le point d’émergence du vortex, causant éventuellement une dislocation moléculaire de l’imprudent vaisseau. Dans ce cas bien précis, aucun risque ! Le barreur du Physeter Catodon, à l’instar d’une bonne partie de son équipage, était rompu à ce style de cas de figure. Deux unités astronomiques (300 millions de kilomètres) séparaient le navire de l’étoile binaire.
Le spectacle retransmis par les écrans du monitoring longue distance était féerique et époustouflant. Au travers des vastes baies panoramiques de la passerelle de commandement, au vu de la distance de sécurité, c’était plus ténu. HD226868 dansait littéralement un ballet avec la singularité gravitationnelle, l’enlaçant presque sensuellement de longues traînes de rayonnement et de particules alimentant le disque d’accrétion de son inhospitalier compagnon.
– En quoi est-ce que cette binaire X variable peut receler des indices dans notre quête, P’pa ?
– Brendan mon fils, je n’en sais fichtre rien !
– Il faut bien reconnaître que les informations disponibles sur cette colonie oubliée sont passablement antiques, et nous ne sommes même pas trop sûrs de leur supposée validité, gloussa Morgane, absorbée dans la contemplation du spectacle cosmique qui s’offrait à eux.
Roxane était à ses côtés, devant un des grands écrans de monitoring, plongée elle aussi en admiration de la binaire. Elles se tenaient par la taille. Toutes les deux portaient une combinaison de vol -bleu nuit pour Morgane et « sonic blue » pour Roxane- moulante et dont le décolleté ouvert annonçait l’orée d’une élégante poitrine. Ni l’une, ni l’autre, n’avait attaché ses cheveux, les laissant cascader, bruns et bien désordonnés chez l’une, lisses et châtains chez l’autre, avec cette frange « golden fifties » unanimement appréciée. La chorégraphie cosmique qu’elles appréciaient se reflétait dans leurs yeux. Azur pour Morgane et noisette pour Roxane. Erwann, affairé à la console de navigation, portait une combinaison de vol noire et avait attaché ses longs cheveux brun clair à l’aide d’un lacet de cuir. Ses yeux verts étaient rieurs, comme bien souvent, conséquence de la joie d’une mission d’exploration stellaire privée, mais surtout en famille. Et en parlant de famille, la leur était relativement nombreuse. Une structure maritale bigame, avec quatre enfants pour l’instant. Deux jumelles -Clémentine et Eléanore- en pleine adolescence, un frère -Brendan- plus jeune et pas loin non-plus de l’adolescence, et Dylan le puîné âgé d’un an et huit mois qu’Erwann avait eu avec Roxane, après que celle-ci entrât officiellement dans la famille Kermadec en septembre 2783, soit deux ans et demi plus tôt. Les quatre enfants portaient chacun une combinaison de vol adaptée à leur taille respective, et bien sur, Nelson, le koo-goo empereur de Ross 248, était de la partie. Comme bien souvent, il était suspendu à sa gaine de câblage préférée, emballé dans ses longues ailes membraneuses, et jetant un coup d’œil distrait à l’animation du saint des saints du yacht familial de la famille Kermadec. Et sur le pont 2, après le gymnase de bord et quelques autres infrastructures, Orchidée des Sables et la famille Ptéranodon flânaient dans leur grande tanière aménagée, attendant l’occasion d’une petite sortie à se dégourdir les ailes.
– Les scanners longue portée ont repéré quelque chose, annonça le barreur de service, depuis la console ou il officiait.
Les deux jeunes femmes le rejoignirent à la console de navigation, s’arrachant à cet insolite spectacle proposé par Dame Nature.
– Et qu’est-ce ? sonda celle en « sonic blue ».
– Agrandissement sur écran dans un petit instant…
Les trois enfants plus âgés s’approchèrent à leur tour, curieux de cette nouvelle découverte. Le petit Dylan de son côté babillait joyeusement dans son fauteuil faisant face à une des grandes baies panoramiques de la passerelle de commandement.
– Ça alors ! s’exclama Morgane, découvrant tout comme le reste de l’équipage, l’image que venait d’afficher un des écrans de contrôle.
– Tu l’as dit ! abonda Erwann.
– Oh ! firent les enfants.
– C’est quoi ce truc ??
– Roxane, Morgane, les enfants, il semblerait bien que nous soyons tombés sur un planétoïde errant ! présenta-t-il.
Comme pour confirmer ses dires, l’écran montrait une petite planète sombre, parcourue de reflets argentés. La colonne des données d’identification précisait que ce corps céleste n’orbitait autour d’aucun autre corps céleste, et avait une vitesse de rotation sur lui-même assez faible, par rapport à des planètes connues des colonies de l’Alliance Terrienne Unifiée. Aucune trace d’atmosphère, et apparemment, aucuns signes vitaux ne révélant des créatures vivantes à sa surface. Une composition essentiellement rocheuse, partagée avec des étendues d’eau congelée. Bref, rien pour plaire !
– Hmmm… lâcha Erwann, perplexe.
– Analyse approfondie en cours !
Morgane venait d’activer ce protocole de collecte d’informations, qui pouvait, dans bien des cas, s’avérer fort utile, là où s’imposaient les limites de la perception humaine et de son analyse critique.
– Une première cartographie de la surface devrait nous parvenir sous peu, signala Roxane, absorbée dans l’étude de relevés qui apparaissaient, sagement ordonnés en colonnes sur un monitoring secondaire.
– Dans l’immédiat, approchons de ce facétieux corps céleste…
Erwann « appuya sur le champignon » pour utiliser une expression encore bien vivace dans le langage vernaculaire des Humains. Le luxueux Oxmëyer-Sullivan gagna en vélocité, s’approchant à bonne vitesse de la petite planète.
– Tu crois que des gens lui ont donné un nom ? demanda Eléanore.
– Euh… bof… répondit sa sœur jumelle.
– Et bien, les enfants, à vous de lui donner un nom ! proposa leur père.
– Farlhangn, l’habitant de l’horizon !
– Ou là, Brendan, aurons-nous droit à un mot d’explication ?!
– Avec plaisir, Roxane ! Farlhangn est une divinité mineure du panthéon du monde de Greyhawk, à Donjons et Dragons, et est surnommé l’habitant de l’horizon. En astrophysique, n’appelle-t-on pas parfois un trou noir, l’horizon des événements ?
Des applaudissements suivirent.
– Très juste mon fils ! cautionna sa mère.
Le regard que portait Erwann sur son gamin était on ne peut plus admiratif.
– Je constate avec bonheur que tu t’es plongé dans mes manuels de D&D, à quand une première partie en famille ?!
– J’y songe, P’pa !
De lumineux sourires s’échangèrent alors que, d’une part, le yacht spatial de la famille Kermadec approchait de Farlhangn, et que d’autre part, un écran affichait une cartographie détaillée du petit planétoïde. Tous étaient concentrés sur une géographie qui finalement ne proposait rien de vraiment exaltant. Le vaisseau était maintenant proche de la petite planète. Les reflets argentés vus depuis l’espace résultaient de reflets de HD226868 sur les étendues d’eau congelée.
– Roche, caillasse, flotte congelée, absolument pas folichon… commenta Morgane, dans un haussement d’épaules fataliste.
– Si ce n’est, regardez là ! Zoom avant ! ordonna Roxane en pianotant sur le clavier desservant l’affichage sollicité.
– Bien vu, ma belle ! la complimenta le pilote de service.
L’agrandissement montrait une réplique à s’y méprendre, et grandeur nature, du sphinx du plateau de Gizeh.
– Je pense que nous sommes sur la bonne piste ! notèrent les deux jeunes femmes, échangeant un clin d’œil.
– C’est bien le style de mise en scène de nos potes de Sauria Prime, conclut Erwann.
– Une petite visite s’impose, n’est-ce pas ?
-Bien sûr, Morgane ! Les enfants, vos parents sortent en scaphandre rendre une petite visite à ce surprenant édifice. Le navire est entre vos mains. Clémentine, tu nous pose en douceur. Pensez à nous suivre au monitoring, tout de même !
– Oui P’pa ! scandèrent à l’unisson les trois ados.
Erwann, Roxane et Morgane partagèrent un instant de tendresse avec leur quatre enfants, avant de prendre le chemin du pont 1 ou ils savaient trouver tout l’équipement nécessaire pour une sortie dans un environnement inhospitalier. Depuis la passerelle de commandement, Clémentine procédait à l’atterrissage tout en douceur du Physeter Catodon. Une toute légère secousse, bien vite neutralisée par de puissants compensateurs inertiels, attestait d’un atterrissage réussi.

L’étude des systèmes binaires X est à l’origine du crédit croissant de la théorie des trous noirs dans la communauté scientifique. Les observations les plus importantes ont été faites dans les galaxies proches, à commencer par notre propre Voie lactée. La découverte et l’étude précise du système binaire Cygnus X-1 a permis de fournir pour la première fois une indication tangible de la réalité de ces objets astrophysiques, prédits par la théorie de la relativité générale.
Jusqu’au milieu du siècle précédent, les trous noirs n’étaient que des prédictions mathématiques. En 1965, les premières observations dignes d’intérêt eurent lieu : une étoile (HD 226868) fut repérée dans le ciel, en orbite autour d’une source de rayons X. On appela ce système binaire présumé Cygnus X-1 (1re source X répertoriée dans la constellation du Cygne). Un peu plus tard, en 1971, Tom Bolton (en) identifia Cygnus X-1 comme un trou noir, en utilisant le télescope de l’observatoire David Dunlap à l’université de Toronto au Canada.

Les scientifiques en faveur des trous noirs proposèrent à l’époque l’idée selon laquelle l’étoile HD 226868 était en orbite très serrée autour du trou noir, et que de la matière qui lui était arrachée spiralait vers le trou noir, puis, atteignant son horizon, provoquait des émissions de rayons X particulièrement importantes. On pensait alors que ce phénomène permettait dans le même temps à l’étoile de s’échapper de l’attraction de son voisin stellaire, et que par conséquent le phénomène serait rare, ponctuel, voire jamais reproduit. Or, il s’avéra que bien d’autres systèmes binaires tels que celui de Cygnus X-1 furent découverts ensuite, avec les mêmes rayonnements caractéristiques. En effet, on distingue aujourd’hui les binaires X dont le compagnon est une étoile massive (de type spectral O ou B) ou de faible masse (pour les étoiles de type F à M), et qui alimentent un disque d’accrétion autour du trou noir grâce à un dépassement du lobe de Roche ou par vent stellaire respectivement.
Les observations du satellite Uhuru en 1971 relancèrent le débat scientifique à propos de Cygnus X-1. Premièrement, elles mirent en évidence le caractère irrégulier du rayonnement X. Deuxièmement, grâce aux lois de gravitation, et si l’on connaît la période de révolution et la masse de l’étoile, on peut déterminer la plus petite masse possible de l’autre objet du système. Le satellite Uhuru permit de déterminer avec précision cette période de révolution : 5,6 jours. Ainsi fut précisée la valeur de 6 masses solaires comme masse minimale pour le corps invisible. Cette valeur est au-dessus de la masse limite maximale pour les étoiles à neutrons, et est donc considérée comme la « preuve » que l’objet compact de Cygnus X-1 est un trou noir.

Caractéristiques physiques

Cygnus X-1 (qui est souvent abrégé Cyg X-1 par les astronomes) est une binaire X à forte masse, et contient une étoile supergéante comme compagnon. Ce dernier est une étoile variable avec une magnitude apparente de +8,9 (donc visible à l’œil avec de bonnes jumelles et dans de bonnes conditions). Les coordonnées de Cyg X-1 sont : ascension droite 19h 58m 21,67s et déclinaison 35° 12′ 05,77″ (pour l’époque J2000.0).
Le type spectral du compagnon stellaire dans Cyg X-1 est O9-B0, et une classe de luminosité I (supergéante). La masse de cette étoile est autour de 20–30 masses solaires. Le trou noir a une masse de 7–13 masses solaires. Cyg X-1 est l’une des sources persistantes dans les rayons X durs (c’est-à-dire avec une énergie plus grande que 20 keV) les plus brillantes du ciel. Cyg X-1 est située à environ 1860 parsecs, ou à peu près 6000 années-lumière, de distance, telle que mesurée avec le VLBA entre 2009 et 20101. Cygnus X-1 fait environ 60 km de diamètre

Formation

Jusqu’en 2011, les astronomes pensaient que le trou noir stellaire de Cygnus X-1 était le résultat de à la supernova de type SN II d’une étoile au moins 30 fois plus massive que le Soleil. Or la formation d’une telle supernova entraine également la formation d’une nébuleuse. La localisation et les mesures de vitesses plus précises de ce système stellaire, situé à 6 070 années-lumière par le VLBA, ainsi que l’absence de nébuleuse jettent une ombre sur ce scénario2. Le trou noir serait alors dû à un effondrement gravitationnel simple, sans explosion, d’une étoile comme les travaux des théoriciens Robert Oppenheimer, George Volkoff et Hartland Snyder le prédisent2.