Vu presque de côté, le turbulent disque de gaz qui tourne autour d'un trou noir prend une apparence folle à double bosse. L'extrême gravité du trou noir modifie les chemins de la lumière provenant de différentes parties du disque, produire l'image déformée. Le champ gravitationnel extrême du trou noir redirige et déforme la lumière provenant de différentes parties du disque, mais exactement ce que nous voyons dépend de notre angle de vue. La distorsion la plus importante se produit lors de la visualisation du système presque sur les bords. Crédit :Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Jeremy Schnittman
Cette nouvelle visualisation d'un trou noir illustre comment sa gravité déforme notre vue, déformant son environnement comme si on le voyait dans un miroir de carnaval. La visualisation simule l'apparition d'un trou noir où la matière tombante s'est accumulée dans un mince, structure chaude appelée disque d'accrétion. L'extrême gravité du trou noir fausse la lumière émise par différentes régions du disque, produisant l'apparence déformée.
Des nœuds brillants se forment et se dissipent constamment dans le disque lorsque les champs magnétiques s'enroulent et se tordent à travers le gaz baratté. Au plus près du trou noir, le gaz orbite à une vitesse proche de la lumière, tandis que les parties extérieures tournent un peu plus lentement. Cette différence étire et cisaille les nœuds brillants, produisant des bandes claires et sombres dans le disque.
Vu de côté, le disque semble plus lumineux à gauche qu'à droite. Le gaz incandescent sur le côté gauche du disque se déplace vers nous si rapidement que les effets de la relativité d'Einstein lui donnent un coup de pouce en luminosité; l'inverse se produit du côté droit, où le gaz qui s'éloigne de nous devient légèrement plus faible. Cette asymétrie disparaît lorsque l'on voit le disque exactement de face car, de ce point de vue, aucun des matériaux ne se déplace le long de notre ligne de mire.
Au plus près du trou noir, la courbure de la lumière gravitationnelle devient si excessive que nous pouvons voir le dessous du disque comme un anneau lumineux de lumière décrivant apparemment le trou noir. Cet "anneau de photons" est composé de plusieurs anneaux, qui deviennent de plus en plus pâles et minces, de la lumière qui a encerclé le trou noir deux, Trois, ou encore plusieurs fois avant de s'échapper pour atteindre nos yeux. Parce que le trou noir modélisé dans cette visualisation est sphérique, l'anneau de photons semble presque circulaire et identique quel que soit l'angle de vue. A l'intérieur de l'anneau de photons se trouve l'ombre du trou noir, une zone à peu près deux fois plus grande que l'horizon des événements - son point de non-retour.
Cette image met en évidence et explique divers aspects de la visualisation du trou noir. Crédit :Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Jeremy Schnittman
"Les simulations et les films comme ceux-ci nous aident vraiment à visualiser ce que Einstein voulait dire quand il a dit que la gravité déforme le tissu de l'espace et du temps, " explique Jeremy Schnittman, qui a généré ces magnifiques images à l'aide d'un logiciel personnalisé au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Jusqu'à très récemment, ces visualisations étaient limitées à notre imagination et à nos programmes informatiques. Je n'ai jamais pensé qu'il serait possible de voir un vrai trou noir." Pourtant, le 10 avril, l'équipe du télescope Event Horizon a publié la toute première image de l'ombre d'un trou noir à l'aide d'observations radio du cœur de la galaxie M87.
