Le 10 avril, le monde a pu voir la première image prise d'un trou noir dans l'espace, prises par le télescope Event Horizon, une collaboration mondiale d'astronomes et d'astrophysiciens, dont une équipe importante à l'Université de l'Arizona.

Adam Block, astrophotographe et spécialiste des opérations à l'observatoire Steward de l'UA, a pris une image de Messier 87, la galaxie où les astronomes ont pris la première image d'un trou noir, comme il se présenterait aux yeux d'un visiteur spatial. L'image est l'une des très rares à montrer la grande lueur causée par les quelque mille milliards d'étoiles qui habitent la galaxie M87, mais en même temps détaillant le jet monstrueux émanant du trou noir supermassif en son centre - un exploit difficile à réaliser sur la même image en raison des temps d'exposition très différents requis.

"Quand je prends une photo comme celle-ci, chaque pixel ne voit qu'un tout petit morceau de ciel, " dit Block. " Avec le télescope que j'ai utilisé (le télescope Schulman au Mont Lemmon SkyCenter) la résolution est de 0,33 seconde d'arc par pixel, mais avec l'EHT, ils ont pu résoudre 40 microsecondes d'arc. Si vous pouviez découper un des pixels de mon image en 10, 000 bits, la zone autour du trou noir supermassif qu'EHT a pu résoudre serait l'une d'entre elles. Cela vous donne une idée de l'incroyable pouvoir de résolution que la collaboration EHT a pu atteindre. Aller de l'avant, EHT va observer à des longueurs d'onde plus courtes, et cela leur donnera une résolution plus élevée."

UANews a parlé à Block de sa photo M87, et les informations qu'il fournit sur la désormais célèbre galaxie.

Pourquoi le télescope Event Horizon a-t-il été pointé sur une galaxie distante de 55 millions d'années-lumière ?

Bloc :Le trou noir supermassif qui a été observé avec le télescope Event Horizon est au centre d'une galaxie géante appelée M87, et c'est exactement le genre de galaxie où nous nous attendrions à trouver un monstre. Nous regardons un énorme, galaxie elliptique, pas une galaxie spirale comme notre Voie lactée. Même si son diamètre est juste un peu plus grand que la Voie lactée, parce qu'il a la forme d'un ballon de football, M87 est des centaines de fois plus massif. M87 est probablement la plus grande galaxie de l'amas de la Vierge. En réalité, c'est l'une des galaxies les plus massives de l'univers local.

M87 se trouve également au centre de l'amas de la Vierge, une accumulation d'environ 2, 000 galaxies, c'est le grand amas de galaxies le plus proche de nous. Notre Voie Lactée, d'autre part, est dans une partie assez calme de l'univers local, un cul-de-sac cosmique, si vous voulez. C'est comme si on était en banlieue, et nous regarderions cette lueur brillante à l'horizon, cette grande ville la plus proche de notre petite ville tranquille.

Lorsqu'une galaxie est au centre d'un amas, elle a tendance à interagir beaucoup plus fréquemment avec d'autres galaxies. Nous pensons que M87 est devenu si grand parce qu'il a absorbé d'autres galaxies au fil du temps, et c'est important, parce que c'est comme ça qu'on fait grandir un trou noir supermassif. Si vous n'avez pas toute cette activité de galaxies entrant en collision avec d'autres galaxies, vous n'avez pas assez de matière première, et s'il n'y a pas beaucoup de matière qui tombe dans le trou noir, tu ne vois rien. Le trou noir de M87 se nourrit, et c'est pourquoi nous le voyons.

En 2010, vous avez pris une image de M87 qui a été sélectionnée par la NASA comme « Photo d'astronomie du jour ». Que nous dit cette image sur la galaxie et son trou noir supermassif ?

Bloquer :l'image est assez agrandie. Si vous avez effectué un zoom arrière et que vous l'avez regardée dans un champ de vision progressivement plus large, tu verrais de plus en plus de galaxies, tous les membres de l'amas de la Vierge. Ces petites taches floues entourant la galaxie M87 ressemblent toutes à des étoiles, mais presque tous sont anciens, amas d'étoiles globulaires. Il n'y a pas de formation d'étoiles ici, car pour cela il faut des nuages ​​froids de gaz qui peuvent s'effondrer, mais cela nécessite un peu d'un quartier plus calme. En M87, où vous avez des étoiles qui tourbillonnent en raison des interactions avec d'autres galaxies et le trou noir lui-même injectant de l'énergie dans l'environnement, cette activité contribue à l'arrêt de la formation d'étoiles.

Selon une hypothèse, tous ces amas globulaires d'étoiles que nous voyons autour de M87 pourraient être les restes de petites galaxies naines que M87 a avalées il y a des éons. Donc, tous ces petits points pourraient littéralement être les restes montrant l'histoire de la croissance de M87. L'image fait allusion à toute cette faim galactique monstrueuse, et bien sûr, cela donne du crédit à l'idée de la formation du trou noir supermassif.

Nous voyons également le jet de particules à haute énergie jaillir de ce que l'on pense être le trou noir supermassif en son centre – un témoignage de la taille de M87 en tant que lieu. Le disque d'accrétion tourbillonnant autour du trou noir émet de la lumière sur tout le spectre électromagnétique, des rayons gamma aux ondes radio, c'est ce qu'EHT a détecté. En réalité, M87 est la source radio la plus brillante dans cette direction dans le ciel. Toute cette masse et toute cette activité astrophysique sont ce qui a permis à un trou noir supermassif d'exister d'une manière qui le rendait observable. Nous sommes très chanceux dans ce sens, et toutes ces choses font partie de l'histoire de M87, ce qui en fait l'un des meilleurs endroits où les astronomes voulaient chercher quelque chose d'aussi remarquable qu'un trou noir.

Le jet est une conséquence très concrète d'avoir un trou noir là-bas, et il a ses propres caractéristiques. Les astrophysiciens pensent que le jet est constitué de particules à haute énergie jaillissant du gaz surchauffé et de la poussière dans le disque d'accrétion autour du trou noir. Une grande partie est littéralement de la lumière – des photons – mais aussi du gaz ionisé et des électrons. Le jet est ce que nous appelons collimaté - ce qui signifie qu'il est focalisé, comme un rayon laser, et relativiste, ce qui signifie que les particules, le plasma et le gaz surchauffés se déplacent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Le jet est dirigé vers notre ligne de mire, et de notre point de vue, quand tu regardes la lumière, on dirait que ça va plus vite. Mais il semble seulement qu'il voyageait plus vite que la vitesse de la lumière. C'est un effet relativiste qui découle directement de la théorie de la relativité générale d'Einstein.

L'image désormais célèbre du trou noir supermassif de M87 l'a capturé tel qu'il est apparu il y a 55 millions d'années. A quoi cela ressemblerait-il aujourd'hui ?

Bloquer :à toutes fins utiles, les trous noirs sont presque comme des structures permanentes du cosmos en tout temps raisonnable auquel vous pouvez penser. Stephen Hawking a proposé que les trous noirs puissent « laisser échapper » un peu d'énergie, mais cet effet serait si faible qu'il faudrait plusieurs fois l'âge actuel de l'univers pour qu'ils disparaissent. Que nous les voyions ou non a seulement à voir avec le fait qu'ils mangent quelque chose. S'ils sont juste là-bas sans consommer de matière, nous ne pouvons pas les voir. Le trou noir de M87 est définitivement toujours là, et bien que les informations que vous voyez sur la photo datent de 55 millions d'années, les étoiles de cette galaxie existent depuis des milliards d'années. Le jet fait cela depuis très longtemps. Ce sont de très gros objets, et l'univers suit des temps très différents de nos vies, donc tout avance très lentement. Si nous pouvions voyager jusqu'à M87 maintenant, nous ne verrions pas grand chose de différent.

Qu'est-ce qui vous excite le plus dans l'image du trou noir de M87 ?

Bloc :jusqu'à la semaine dernière, les images de licornes et les images de trous noirs étaient fondamentalement dans la même catégorie; et maintenant, les trous noirs entrent dans la réalité.