Des perturbations de marée se produisent lorsqu’une étoile passe trop près d’un trou noir supermassif. L’immense force gravitationnelle du trou noir déchire l’étoile, formant un flux de débris qui tombe vers le trou noir. MAXI J1820 est un cas particulièrement intéressant car il abrite un trou noir de masse intermédiaire, dont la masse est plusieurs centaines de fois supérieure à celle du Soleil, ce qui en fait un banc d'essai idéal pour étudier la forte gravité.
La théorie d'Einstein prédit que lorsque la matière tombe dans un trou noir, elle devrait émettre des rayons X et des rayons gamma en raison de la libération d'énergie potentielle gravitationnelle. Le schéma spécifique et le moment de ces émissions dépendent des caractéristiques du trou noir et de la matière qui l'absorbe.
Les observations de MAXI J1820, obtenues à l'aide d'installations telles que l'observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA, le satellite XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne et divers télescopes au sol, ont révélé des courbes de lumière et des spectres détaillés de l'événement de perturbation des marées. Ces observations correspondent remarquablement bien aux prédictions théoriques faites par la relativité générale d'Einstein.
Les données montrent un pic distinct d'émissions de rayons X et de rayons gamma, connu sous le nom de « pic primaire », suivi d'une phase de « plateau » puis d'une diminution progressive de la luminosité. Ces caractéristiques correspondent à différentes étapes du processus de perturbation des marées, au cours desquelles les flux de matière tombent dans le trou noir et le système évolue.
De plus, les observations révèlent une forte corrélation entre la luminosité observée de l’événement de perturbation des marées et la masse du trou noir, comme le prédit la relativité générale. Cette relation conforte l’idée selon laquelle les phénomènes observés sont bien provoqués par les forces gravitationnelles à proximité d’un trou noir.
L'étude détaillée de MAXI J1820 a fourni de solides preuves observationnelles soutenant la théorie générale de la relativité d'Einstein et notre compréhension actuelle du comportement de la matière dans l'environnement gravitationnel extrême autour des trous noirs. Il montre la puissance de l’étude d’événements astrophysiques aussi extrêmes pour approfondir nos connaissances de la physique fondamentale.
