Comment photographier un trou noir au centre de notre galaxie ? Vous fabriquez un télescope de la taille de la Terre

C’est en 2019 que le télescope Event Horizon a montré au monde à quoi ressemble un vide sombre de plus de 100 fois la masse du Soleil. Une goutte au centre d’une région très éclairée (horizon des événements) a tiré le rideau sur le mystère du plus grand et le plus méchant des méchants présents dans toutes les galaxies – le fameux trou noir.

Le télescope regardait alors un trou noir nommé M87*, situé au centre de la lointaine galaxie Messier 87. Trois ans plus tard, le télescope a focalisé ses yeux plus près de chez lui et a représenté le Sagittaire A* (Sgr A*).

Sgr A* est situé au centre de notre galaxie, la Voie lactée, à 27 000 années-lumière de nous. Avec l’aide de la nouvelle photographie, nous avons maintenant plus de preuves à l’appui d’une théorie de longue date selon laquelle des trous noirs sont présents au centre de presque toutes les galaxies.

QU’EST-CE QU’UN TROU NOIR ?

Un trou noir est un endroit dans l’espace où la gravité est si forte que même la lumière ne peut échapper à son attraction. Selon la Nasa, la gravité dans les trous noirs est si forte parce que la matière a été comprimée dans un espace minuscule. Cela peut arriver quand une étoile est en train de mourir. Parce qu’aucune lumière ne peut sortir, les gens ne peuvent pas “voir” dans les trous noirs.

COMMENT LE TÉLESCOPE EVENT HORIZON VOIT-IL LES TROUS NOIRS ?

Pour voir quelque chose d’aussi grand et d’aussi loin qu’un trou noir au centre de notre propre galaxie, nous avions besoin d’un télescope de la taille de la Terre. Mais c’est impossible à créer. Ou est-ce?

Entrez dans la collaboration Event Horizon Telescope. Ce n’est pas un seul télescope situé sur une chaîne de montagnes lointaine. Au lieu de cela, le télescope Event Horizon est une collaboration d’un réseau de radiotélescopes situés à travers le monde qui se réunissent pour voir une destination précise, tout à la fois, tous en même temps.

La collaboration EHT, c’est comme prendre un miroir, le briser, puis placer les pièces à divers endroits de la planète. Chaque éclat de verre est ensuite utilisé pour imager un objet, et toutes ces images sont réunies pour former une grande image.

En utilisant ce concept, une équipe d’astronomes a créé le puissant télescope Event Horizon, qui a relié huit observatoires radio existants à travers la planète pour former un seul télescope virtuel « de la taille de la Terre ».

Regarder Sgr A* était plus difficile que d’imaginer M87 il y a trois ans même si Sgr A* est beaucoup plus proche de nous. Cela est dû au gaz à proximité du trou noir qui se déplace presque aussi vite que la lumière. La luminosité et le motif du gaz autour de Sgr A * ont changé rapidement lorsque la collaboration EHT a tenté de l’observer.

Selon la collaboration, alors que M87 était une cible plus facile et plus stable, avec presque toutes les images se ressemblant, ce n’était pas le cas pour Sgr A*. L’image du trou noir Sgr A* est une moyenne des différentes images extraites par l’équipe, révélant enfin pour la première fois le géant qui se cache au centre de notre galaxie.

Cela explique également pourquoi l’image de Sgr A* publiée cette semaine est assez floue par rapport à l’image nette de M87 prise il y a trois ans.

M87* (R) et SagA* (L) dans notre propre galaxie. (Photo : EHT)

UNE COLLABORATION MONDIALE

L’image floue mais révélatrice du trou noir au centre de notre propre galaxie a été rendue possible grâce à une collaboration massive de 300 chercheurs de 80 instituts du monde entier.

L’équipe travaille depuis cinq ans en utilisant des supercalculateurs pour combiner et analyser leurs données, tout en compilant une bibliothèque sans précédent de trous noirs simulés à comparer avec les observations.

“Nous pouvons maintenant étudier les différences entre ces deux trous noirs supermassifs pour obtenir de nouveaux indices précieux sur le fonctionnement de ce processus important”, a déclaré le scientifique de l’EHT Keiichi Asada de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique, ajoutant : “Nous avons des images pour deux trous noirs. – un à l’extrémité large et un à l’extrémité petite des trous noirs supermassifs de l’Univers – afin que nous puissions aller beaucoup plus loin dans les tests du comportement de la gravité dans ces environnements extrêmes que jamais auparavant.

QU’EST-CE QU’ILS ONT VU?

Les scientifiques ont déclaré que les deux trous noirs se ressemblent remarquablement, même si le trou noir de notre galaxie est plus de mille fois plus petit que M87.

Les chercheurs ont déclaré que bien que nous ne puissions pas voir le trou noir lui-même, car il est complètement sombre, le gaz incandescent qui l’entoure révèle une signature révélatrice : une région centrale sombre (appelée “ombre”) entourée d’une structure brillante en forme d’anneau. La nouvelle vue capture la lumière courbée par la puissante gravité du trou noir, qui est quatre millions de fois plus massif que notre Soleil.

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Graphique : NASA

«Nous avons deux types de galaxies complètement différents et deux masses de trous noirs très différentes, mais près du bord de ces trous noirs, ils se ressemblent étonnamment. Cela nous indique que la relativité générale régit ces objets de près, et que toute différence que nous voyons plus loin doit être due à des différences dans le matériau qui entoure les trous noirs », Sera Markoff, coprésidente du Conseil scientifique EHT et professeur de théorie dit l’astrophysique à l’Université d’Amsterdam.

Le premier visuel du trou noir au centre de notre galaxie montre la nature active de l’univers, qui traverse un barattage continu.