Depuis la fin du 20e siècle, les observations de systèmes astrophysiques qui sont considérés comme contenant un trou noir s’accumulent. Ce qui a permis aux chercheurs d’en distinguer différents types.

LE TROU NOIR STELLAIRE
Les trous noirs stellaires sont des cadavres d’étoiles massives. Rappelons qu’une étoile est une masse de gaz chaud, où des réactions de fusion thermonucléaire spontanées maintiennent une pression élevée, capable de contrecarrer l’attraction gravitationnelle. « Lorsqu’après plusieurs milliards d’années de ce régime explosif, l’hydrogène – le principal combustible des réactions nucléaires – vient à manquer, la pression finit par céder le pas à une implosion (ou effondrement) gravitationnelle du cœur de l’étoile ; dans le même temps, le couches externes de l’étoile sont éjectées dans le milieu intersidéral, formant une nébuleuse planétaire ou, dans certains cas, une supernova » explique Matteo Smerlak, docteur en physique théorique, dans son ouvrage consacré aux trous noirs. Le spécialiste précise que le résultat de l’implosion gravitationnelle dépend de la masse du cœur de l’étoile. Pour les étoiles dont la masse est inférieure à la limite de Chandrasekhar (égale à 1 ,4 fois la masse de notre Soleil), l’effondrement est stoppé, engendrant une naine blanche, un corps très dense (environ une tonne par centimètre cube I) et beaucoup moins lumineux qu’une étoile normale. Pour les étoiles dont le cœur pèse entre 1 ,4 et 3 masses solaires, l’effondrement gravitationnel produit une étoile à neutrons. « Un caillou prélevé sur une étoile à neutron serait plus lourd qu’une montagne et cent milliards de milliards de fois plus dur que le diamant » illustre Matteo Smerlak. Au-delà de trois masses solaires, la gravité de l’étoile est si forte que l’effondrement gravitationnel se poursuit sans limite, donnant naissance à un trou noir stellaire. LE TROU NOIR SUPERMASSIF
Les trous noirs supermassifs, qui résident au centre des galaxies, pèsent quant à eux des millions, voire des milliards, de masses solaires ! « De manière générale, la masse des trous noirs supermassifs représente environ 0,1 % de la masse totale de leur galaxie hôte ; une fraction considérable pour un seul objet parmi des centaines de milliards ». À la différence des trous noirs stellaires, on ignore encore précisément le mécanisme de formation de cette catégorie d’objets particulièrement sidérants. On sait en revanche qu’ils sont très anciens et remontent aux âges les plus reculés de l’univers. « On pense que la formation d’un trou noir supermassif est contemporaine de celle de sa galaxie-hôte, comme la formation du cœur d’un fœtus est contemporaine de celle du fœtus lui- même. Cette hypothèse de coévolution des trous noirs supermassifs et de leurs galaxies-hôtes est d’ailleurs corroborée par la forte corrélation entre leurs masses respectives (…) Beaucoup de questions restent toutefois ouvertes concernant la formation des trous noirs supermassifs.» note Matteo Smerlak.
LE TROU NOIR PRIMORDIAL
Une troisième catégorie, hypothétique et jamais observée, est celle des trous noirs primordiaux. Il s’agirait de reliques des premiers instants de l’Univers, formés en même temps que la matière elle-même. « Comme les premières étoiles et galaxies, ces trous noirs seraient apparus là où de petites fluctuations de la “soupe primordiale » conduisirent à des concentrations de matière légèrement supérieures à la moyenne. Avec l’expansion de l’univers et le refroidissement qui l’accompagne, ces concentrations de matières ont pu se condenser et finalement s’effondrer en trous noirs ».