La galaxie M87, photographié ici par le télescope spatial Spitzer de la NASA, abrite un trou noir supermassif qui crache deux jets de matière dans l'espace à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. L'encart montre une vue rapprochée des ondes de choc créées par les deux jets. Crédit :NASA/JPL-Caltech/IPAC
Le 10 avril, 2019, le télescope Event Horizon (EHT) a dévoilé la toute première image de l'horizon des événements d'un trou noir, la zone au-delà de laquelle la lumière ne peut échapper à l'immense gravité du trou noir. Ce trou noir géant, avec une masse de 6,5 milliards de Soleils, est situé dans la galaxie elliptique Messier 87 (M87). EHT est une collaboration internationale dont le soutien aux États-Unis inclut la National Science Foundation.
Cette image du télescope spatial Spitzer de la NASA montre toute la galaxie M87 en lumière infrarouge. L'image EHT, par contre, s'est appuyé sur la lumière dans les longueurs d'onde radio et a montré l'ombre du trou noir sur fond de matériau à haute énergie autour de lui.
Situé à environ 55 millions d'années-lumière de la Terre, M87 fait l'objet d'études astronomiques depuis plus de 100 ans et a été imagé par de nombreux observatoires de la NASA, dont le télescope spatial Hubble, l'Observatoire de rayons X Chandra et NuSTAR. En 1918, L'astronome Heber Curtis a d'abord remarqué "un curieux rayon droit" s'étendant du centre de la galaxie. Ce jet lumineux de matière à haute énergie, produit par un disque de matière tournant rapidement autour du trou noir, est visible dans plusieurs longueurs d'onde de la lumière, des ondes radio aux rayons X. Lorsque les particules du jet impactent le milieu interstellaire (le matériau clairsemé remplissant l'espace entre les étoiles dans M87), ils créent une onde de choc qui rayonne dans les longueurs d'onde infrarouges et radio de la lumière mais pas dans la lumière visible. Dans l'image de Spitzer, l'onde de choc est plus importante que le jet lui-même.
La galaxie M87 ressemble à une brume, bouffée d'espace bleu dans cette image du télescope spatial Spitzer de la NASA. Au centre de la galaxie se trouve un trou noir supermassif qui crache deux jets de matière dans l'espace. Crédit :NASA/JPL-Caltech/IPAC
Le jet le plus brillant, situé à droite du centre de la galaxie, se dirige presque directement vers la Terre. Sa luminosité est amplifiée en raison de sa grande vitesse dans notre direction, mais encore plus à cause de ce que les scientifiques appellent des "effets relativistes, " qui surviennent parce que la matière dans le jet se déplace près de la vitesse de la lumière. La trajectoire du jet est juste légèrement décalée de notre ligne de mire par rapport à la galaxie, nous pouvons donc encore voir une partie de la longueur du jet. L'onde de choc commence autour du point où le jet semble se courber vers le bas, mettant en évidence les régions où les particules en mouvement rapide entrent en collision avec le gaz dans la galaxie et ralentissent.
Le deuxième jet, par contre, s'éloigne si rapidement de nous que les effets relativistes le rendent invisible à toutes les longueurs d'onde. Mais l'onde de choc qu'elle crée dans le milieu interstellaire est toujours visible ici.
Situé sur le côté gauche du centre de la galaxie, l'onde de choc ressemble à une lettre inversée "C". Bien qu'il ne soit pas visible sur les images optiques, le lobe peut également être vu dans les ondes radio, comme dans cette image du Very Large Array de l'Observatoire national de radioastronomie.
Cette image à grand champ de la galaxie M87 a été prise par le télescope spatial Spitzer de la NASA. L'encart supérieur montre un gros plan de deux ondes de choc, créé par un jet émanant du trou noir supermassif de la galaxie. Le télescope Event Horizon a récemment pris une image rapprochée de la silhouette de ce trou noir, montrer dans le deuxième encadré.Crédit :NASA/JPL-Caltech/Event Horizon Telescope Collaboration
En combinant des observations dans l'infrarouge, les ondes radio, lumière visible, Rayons X et rayons gamma extrêmement énergétiques, les scientifiques peuvent étudier la physique de ces puissants jets. Les scientifiques s'efforcent toujours d'avoir une solide compréhension théorique de la façon dont le gaz aspiré dans les trous noirs crée des jets sortants.
La lumière infrarouge aux longueurs d'onde de 3,6 et 4,5 microns est rendue en bleu et vert, montrant la distribution des étoiles, tandis que les éléments de poussière qui brillent à 8,0 microns sont indiqués en rouge. L'image a été prise lors de la mission "à froid" initiale de Spitzer.
