Cela montre le rendu d'un artiste de la NASA de l'épais anneau de poussière qui peut obscurcir un trou noir supermassif
Les astronomes sont prêts mercredi à dévoiler la première image directe d'un trou noir et du tourbillon environnant de gaz et de plasma chauffés à blanc inexorablement attirés par la gravité dans sa gueule vorace, avec la lumière qu'ils génèrent.
L'image aura été capturée par le télescope Event Horizon (EHT), un réseau de huit radiotélescopes dispersés à travers le monde.
Paul McNamara, un astrophysicien à l'Agence spatiale européenne et scientifique de projet pour la mission LISA qui suivra les fusions massives de trous noirs depuis l'espace, aidé l'AFP à replacer dans son contexte ce qu'il a qualifié de "réalisation technique exceptionnelle".
Comment sait-on que les trous noirs existent ?
"Nous pensons, bien sûr, d'un trou noir comme quelque chose de très sombre. Mais la masse qu'il aspire forme un disque d'accrétion qui devient si chaud qu'il brille et émet de la lumière.
Au cours des années, nous avons accumulé d'autres preuves d'observation indirectes - des rayons X provenant d'objets, par exemple, dans d'autres galaxies.
En septembre 2015, les détecteurs d'ondes gravitationnelles LIGO aux États-Unis ont mesuré deux trous noirs se brisant ensemble.
Toutes les preuves que nous avons de partout dans l'univers - rayons X, les ondes radio, lumière -– pointe vers ces objets très compacts, et les ondes gravitationnelles ont confirmé qu'il s'agit bien de trous noirs, même si nous n'en avons jamais vu un."
Qu'est-ce qu'un « horizon des événements » ?
"Au centre d'un trou noir se trouve quelque chose que nous appelons une 'singularité' - une énorme quantité de masse rétrécie à une infiniment petite, point de dimension zéro dans l'espace.
Si vous vous éloignez de cette singularité, la vitesse d'échappement chute sous la vitesse de la lumière. C'est l'horizon des événements.
Ce n'est pas une barrière physique - vous ne pouvez pas vous tenir dessus. Si vous êtes à l'intérieur, vous ne pouvez pas vous échapper car vous auriez besoin d'une énergie infinie. Si vous êtes de l'autre côté, vous pourriez vous échapper, en principe.
Quelle est la taille d'un trou noir ?
"Le diamètre d'un trou noir dépend de sa masse mais il est toujours le double de ce que nous appelons le rayon de Schwarzschild.
Si le Soleil rétrécissait jusqu'à un point de singularité, le rayon Schwarzschild serait de trois kilomètres, et le diamètre serait de six.
Des trous noirs supermassifs déchirent et dévorent des étoiles malheureuses cent fois plus souvent qu'on ne le pensait, selon une étude publiée en 2017
Pour la Terre, le diamètre serait de 18 millimètres, ou environ trois quarts de pouce. L'horizon des événements du trou noir au centre de la Voie lactée, Sagittaire A*, mesure environ 24 millions de kilomètres de diamètre.
Le Sagittaire A*, qui a quatre millions de fois la masse du Soleil, est l'un des deux trous noirs ciblés par l'EHT. L'autre, encore plus grand, est dans la galaxie M87."
A quoi ressemblera l'image ?
"Le télescope Event Horizon ne regarde pas le trou noir en soi, mais le matériel qu'il a capturé.
Ce ne sera pas un gros disque en haute résolution comme dans le film hollywoodien 'Interstellar'. Mais nous pourrions voir un noyau noir avec un anneau brillant - le disque d'accrétion - autour de lui.
La lumière de derrière le trou noir se courbe comme une lentille. Quelle que soit l'orientation du disque, vous le verrez comme un anneau en raison de la forte gravité du trou noir.
Visuellement, cela ressemblera beaucoup à une éclipse, bien que le mécanisme, bien sûr, est complètement différent."
Comment l'image est-elle générée ?
« La réalisation technique est remarquable. Plutôt que d'avoir un télescope de 100 mètres de diamètre, ils ont beaucoup de télescopes d'un diamètre effectif de 12, 000 kilomètres—le diamètre de la Terre.
Les données sont enregistrées avec une très grande précision, mettre sur des disques durs, et expédié à un emplacement central où l'image est reconstruite numériquement.
C'est très, très, interférométrie à très longue base -– sur toute la surface de la Terre."
Une menace pour la relativité générale ?
"La théorie de la relativité générale d'Einstein correspond à toutes les observations faites jusqu'à présent concernant les trous noirs.
La signature des ondes gravitationnelles des expériences LIGO, par exemple, était exactement ce que la théorie dit serait attendu.
Mais les trous noirs mesurés par LIGO étaient petits, seulement 60 à 100 fois la masse du Soleil. Peut-être que les trous noirs des millions de fois plus massifs sont différents. Nous ne savons pas encore.
On devrait voir une bague. Si nous voyons quelque chose d'allongé sur un axe, alors ce ne peut plus être une singularité - cela pourrait être une violation de la relativité générale."
© 2019 AFP
