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Première image d'un trou noir (12/04/2019)

Un consortium international de 200 scientifiques a annoncé mercredi 10 avril 2019, avoir fait la première photo de l'ombre d'un trou noir. Retour sur cette aventure hors norme.

Depuis la théorie de la relativité général d'Einstein, et les différentes études qui en découlent, les astronomes du monde entier savent que lorsqu'un corps dépasse une certaine masse, celui-ci se transforme en un astre astrophysique particulier appelé "trou noir". Depuis, un certain nombre d'indices indirectes ont apporté la preuve de l'existance de ces corps dans l'espace. Le plus connu de tous est celui tronant au centre de la voie lactée, appelé Sagitarius A*. Après l'étude de celui-ci par l'instrument Gravity au VLTI (Chili) voici qu'un projet démarré il y a plus de 10ans, apporte enfin la preuve ultime, une photographie de l'ombre d'un trou noir.

Les trous noirs sont par définition des astres invisibles. En deça d'un certain rayon autour d'eux (appelé horizon des évènements), plus aucune information ne peut s'en échapper, pas même la lumière. D'où le nom de trou noir. Au centre se trouve ce qu'on appel une singularité, c'est à dire un point où les thérories actuelles ne fonctionnent plus. Par contre de par son grand pouvoir attracteur, les trous noirs sont souvent entourés d'un disque de matière surchauffé, et qui émet donc une grande quantité de rayonnement (lumière). C'est ce que montre l'image ci-dessus issu des observations réalisées les 5, 6, 10 et 11 avril 2017 . Un halo de matière (orange - jaune) et une tache noir en son centre (l'ombre du trou noir). Cela est exactement ce qui était prédit par la théorie actuelle.

Pour arriver à ce superbe résultat, il faut remettre en perspective l'observation avec quelques chiffres. Le trou noir photographié pèse environ 6,5 milliards de masse solaire. Il se trouve dans la galaxie M87 situé à 54 millions d'années lumière. En comparaison, le trou noir de notre galaxie, se trouve à environ 25 000 années lumière de nous et a une masse d'environ 4 millions de masse solaire. Leur taille apparente sur le ciel (c'est à dire, la surface qu'il occupe dans le ciel de notre point de vue) est presque la même. Mais se sont de miniscule point dans le ciel quand même.

Pour arriver à faire cette photgraphie il a fallu synthétisé une télescope de la taille de la terre. Pour cela, les astronomes ont utilisé l'interférométrie avec une technique utilisant la rotation de la terre. Ainsi 8 télescopes dans les domaines des ondes milimétriques situés à Hawaï, au Chili, en Espagne, au mexique, en Arizona (USA), et en Antartique, ont observé en même temps le trou noir. Synchronisé par les horloges atomiques de haute précision, ils ont chacun enregistré, des péta octets de donné et qui ont été rassemblé par un correlateur (super ordinateur assemblant les signaux). La grande quantité de donné ne permettait pas l'envoie par le réseau internet, c'est donc pas avions que les disques durs ont voyagé. La précision de l'observation est de 20 µs d'arc. Cela revient à pouvoir lire un livre à New York, depuis Paris.

Dans les prochaines années, d'autres antennes vont rejoindre le réseaux. Ainsi les antennes françaises NOEMA dirigées par l'IRAM augmenteront la sensibilité de l'Event Horizon Teleschope et permettront d'avoir des images encore plus précises. Les scientifiques vont maintenant s'atelé à faire de même avec le trou noire siègeant au centre de notre galaxie. Mais du fait de sa plus grand proximité son mouvement appareant sur le ciel est plus important et complique les observations.

Source: ESO
IRAM
ERC