Comment calcule-t-on la masse d'un trou noir ?

Réponse publiée sur Quora

Le cas simple, c’est quand un autre objet nettement moins massif tourne autour. On peut alors utiliser la troisième loi de Kepler $a^3/T^2 = G.M$

qui permet de calculer la masse M de l’astre central, le trou noir dans notre cas, connaissant le demi-grand axe a et la période T de l’orbite du petit astre.

Exemple avec l’étoile S2 qui orbite autour de SagA*, le trou noir central de notre galaxie, où il se passe ça (en plusieurs années, voir le calendrier qui défile en haut):

https://youtu.be/495OIRMV-1c

S2 orbite en T=16.0518 ans et a=0.12540 parsec. En unités physiques on a:

• T=504576000 secondes
• a = 3.86944e+15 m

ce qui me donne par la 3ème loi de Kepler : M = 3.41e39 kg, soit 1.714 milliards de masses solaires (Ms)

C’est moins que les 4.3 milliards de Ms estimées actuellement (je ne sais pas pourquoi…) mais l’ordre de grandeur y est…

Pour des trous noirs stellaires, il faut qu’un autre objet visible l’orbite, non seulement pour évaluer les masses, mais déjà pour détecter la présence du trou noir. A 4 exceptions près, tous les trous noirs stellaires connus font partie d’une

https://fr.wikipedia.org/wiki/Bi…

Quand il n’y a pas d’objet en orbite autour du trou noir ou qu’il est trop loin pour en distinguer une, on utilise la technique de la

https://en.wikipedia.org/wiki/Re…

En gros on mesure la distance entre le trou noir et une zone de l’espace où l’hydrogène est ionisé par le rayonnement du disque d’accrétion.