remixé à partir de l'image avec l'aimable autorisation de CC-BY-SA ESO (via Wikimedia Commons)

Trou noir de la photographie

Ou, comment faire un télescope aussi grand que le monde

Ça y est. La première image jamais prise de n'importe quel trou noir.

Et peut-être n’a-t-il pas l’air spectaculaire au début, mais considérez ceci: non seulement ce trou noir se trouve à environ 55 millions d’années lumière de nous, mais les trous noirs sont invisibles de par leur nature! (C'est parce que leur force gravitationnelle est si forte que même la lumière ne peut leur échapper.)

C'est pourquoi, pendant de nombreuses années, les astronomes ont pensé qu'il serait impossible d'obtenir une image d'un trou noir.

Ils avaient tord.

En théorie, nous ne pouvons pas prendre en photo un trou noir car il n’est tout simplement pas possible de prendre une image de quelque chose qui n’émet ni ne réfléchit la lumière.

Regardez de plus près, cependant. Ce que vous voyez sur l'image n'est pas le trou noir lui-même, mais un disque autour de lui. Vous verrez un espace noir, un anneau de feu, puis davantage de noir à l'intérieur.

C’est le trou noir.

Sur cette image, le trou noir n’est pas visible - et ne devrait pas l'être si nos lois de la physique sont correctes.

La bague elle-même existe à cause d'un phénomène dans lequel une étoile s'approche trop près du trou noir et y est aspirée.

En raison de l'énorme quantité de force de gravitation exercée par le trou noir, l'étoile est tirée jusqu'à ce qu'il ne reste plus que l'anneau. L’anneau s’appelle le disque d’accrétion et c’est la partie la plus évidente de l’image prise.

Mais ce n’est pas pour toujours: le trou noir continue d’exercer son attrait et, après un certain temps, cet anneau sera également dévoré.

L'histoire commence avec une petite équipe d'innovateurs et se termine avec un télescope qui ne ressemble à rien de ce que le monde a jamais vu.

Bien que la technologie des télescopes ait considérablement progressé ces derniers temps, il n’existe pas de télescope sur Terre capable de photographier un trou noir. Ils sont trop petits pour le faire!

En théorie, pour obtenir ce type de résolution, vous auriez besoin d’un télescope de la taille de la planète Terre, ce qui n’est évidemment pas possible. Pour résoudre ce problème, ils ont eu une idée vraiment novatrice: si un télescope ne pouvait pas faire le travail, beaucoup le feraient peut-être.

En fin de compte, ils avaient raison.

L'équipe a utilisé un réseau mondial de paraboles pour simuler un télescope de cette taille. Douze radiotélescopes stationnés à différents endroits du monde étaient synchronisés avec de puissantes horloges atomiques. Chaque télescope a collecté et enregistré des ondes radio venant du voisinage du trou noir. Ces données ont ensuite été combinées à l'aide de superordinateurs pour créer l'image du trou noir.

Ce programme a bénéficié du soutien de nombreux pays et a été baptisé Event Event Horizon Telescope ou EHT.

Ce trou noir est en fait ce qu’on appelle un trou noir supermassif qui vit au centre de la galaxie Messier 87. Il est environ 7 milliards de fois plus massif que notre Soleil. C’est colossal par rapport à d’autres trous noirs supermassifs.

La partie la plus importante de cette photo est celle où il n’ya pas de lumière, ce cercle noir au centre qui mesure environ 25 milliards de kilomètres. C’est le véritable trou noir.

Et à son bord se trouve l’endroit appelé «horizon des événements», le point de non-retour. Une fois que vous avez traversé l’horizon des événements, la gravité du trou noir est si forte que vous ne pouvez plus vous échapper. Pas vous, pas le vaisseau spatial le plus rapide, pas même le plus rapide de l'univers: la lumière.

Beaucoup, beaucoup de choses devaient être juste pour capturer cette image, suffisamment pour que cela puisse être considéré comme un miracle. La lumière a voyagé pendant environ 55 millions d'années lumière, sans être absorbée par les gaz ou les particules. Seule une petite partie des ondes radioélectriques qui atteignent l'atmosphère extérieure finissent par atteindre la surface, car la plupart d'entre elles sont absorbées ou réfléchies. Et pour que ces vagues soient reçues par l’EHT, il fallait que la météo soit clémente et claire dans chacun des 12 télescopes, y compris celui de l’Antarctique.

C’est la première photo d’un trou noir jamais prise, mais ce n’est certainement pas la dernière.

Comme après ce premier succès, l'équipe de scientifiques EHT a commencé à examiner d'autres trous noirs, dans le but de mieux comprendre notre vision des trous noirs.

L'équipe a maintenant tourné la caméra géante vers un autre trou noir appelé Sagittarius A *. Ce trou noir est celui présent au centre de notre propre galaxie, la Voie Lactée. Nous croyons que ses images seront bientôt publiées.

Avec ces images de trous noirs, nous pouvons en savoir plus sur leurs propriétés et répondre à des questions actuellement sans réponse telles que:

Pourquoi sont-ils présents au centre des galaxies?
Pourquoi vomissent-ils des flots massifs de particules subatomiques dans l'espace?
Comment affectent-ils exactement le tissu espace-temps qui les entoure?

Et quel effet pourraient-ils un jour avoir sur nous?

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