Une équipe d'astrophysiciens de l'Université d'Oxford, de l'Université de Newcastle et de l'Institut d'Astronomie, tous situés au Royaume-Uni, travaillant avec un collègue de l'Université de Virginie, aux États-Unis, a trouvé des preuves démontrant qu'Albert Einstein avait raison lorsque sa théorie de la relativité générale prédisait comment la matière qui s'approchait d'un trou noir y tomberait.
Pour leur étude, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , Andrew Mummery, Adam Ingram, Andrew Fabian et Shane Davis ont observé la matière alors qu'elle tombait dans un trou noir du système binaire MAXI J1820+070.
Des recherches antérieures ont montré que la matière qui s'approche trop près d'un trou noir est déchirée en raison de l'effet gravitationnel :les atomes les plus proches du trou noir sont attirés plus fort que ceux qui en sont plus éloignés. Le matériau forme alors un anneau autour du trou noir que nous appelons disque d'accrétion.
La théorie d'Einstein suggère qu'il devrait exister une frontière entre un tel disque d'accrétion et le trou noir. Lorsque le disque d'accrétion franchit cette limite, il tombe. Jusqu'à présent, on ne savait pas si la matière contenue dans le disque d'accrétion tombait doucement ou par une chute soudaine. La théorie de la relativité générale suggère que ce devrait être cette dernière solution, mais n'explique pas comment il pourrait être possible de l'observer.
L’équipe de recherche étudiait un système binaire situé à environ 10 000 années-lumière à l’aide du télescope orbital à rayons X NuSTAR. Appelé MAXI J1820+070, le système possède en son centre un trou noir, qui est devenu leur objectif. Pour en savoir plus sur le trou noir, ils ont utilisé les données du télescope pour modéliser son comportement.
Les simulations suggèrent que cela n’a fonctionné comme prévu que lorsque la simulation a montré de la matière ayant dépassé la limite intérieure et plongeant dans le trou noir – confirmation des prédictions faites par la théorie de la relativité générale. Ils ont également découvert que la raison pour laquelle la lumière provenant de la matière tombante est observable est qu'elle se combine avec la lumière du disque d'accrétion.
