Lia Medeiros, doctorant à l'Université de l'Arizona, développe des modèles mathématiques qui permettront aux chercheurs d'opposer la théorie de la relativité générale d'Einstein aux monstres les plus puissants de la nature :les trous noirs supermassifs tels que Sgr A*, qui se cache au centre de la Voie lactée.

Medeiros a développé un outil de diagnostic que les astronomes peuvent utiliser pour comparer les prochaines observations de trous noirs supermassifs par le télescope Event Horizon aux prédictions des modèles mathématiques de ces maelströms de l'espace et du temps.

"Nous voulons tester si les trous noirs que nous observons dans l'espace se comportent comme nous l'attendons, " dit Medeiros, qui présentera sa thèse de recherche (comprenant trois articles publiés et un quatrième à soumettre au Journal d'astrophysique ) lors d'une session orale lors de la réunion de l'American Astronomical Society. "Si nous détectons un écart par rapport à nos attentes, nous pouvons changer fondamentalement notre façon de penser les trous noirs et la gravité elle-même."

Les astronomes pensent que la forme de l'ombre est une propriété de la géométrie de l'espace-temps et ne dépend pas de l'accrétion ou des effets astrophysiques. Medeiros utilise des simulations informatiques de l'ombre du trou noir, une caractéristique diagnostique prédite par la relativité générale, pour tester la métrique de Kerr, une solution aux équations d'Einstein qui est censée décrire les caractéristiques des trous noirs dans l'espace. Elle a simulé un grand nombre d'ombres de trous noirs qui s'écartent de Kerr et a développé une méthode d'utilisation des prochaines observations du télescope Event Horizon de l'ombre des trous noirs pour imposer des contraintes sur ces déviations.

"Si les trous noirs correspondent à nos attentes, la méthode que j'ai développée nous permettra également de quantifier à quel point une théorie pourrait être éloignée de ces attentes tout en s'adaptant aux données. Cela nous permettra, espérons-le, d'écarter de nombreuses autres théories, " dit Medeiros.

"Je développe des outils pour que nous puissions réellement utiliser les observations EHT pour tester si Sgr A* est décrit par la métrique Kerr, " elle a ajouté.

Le travail de Medeiros fait partie du télescope Event Horizon, ou EHT, une collaboration internationale qui tente pour la première fois d'imager directement le trou noir supermassif au centre de notre galaxie.