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

Photographie de trou noir

Ou comment faire un télescope aussi grand que le monde

Ça y est. La première image jamais prise d'un trou noir.

Et peut-être que cela ne semble pas spectaculaire au premier abord, mais considérez ceci: non seulement ce trou noir est à environ 55 millions d'années-lumière de nous, mais les trous noirs sont invisibles de par leur nature même! (C'est parce que leur attraction 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 une photo d'un trou noir parce qu'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. Vous verrez un espace noir, un anneau de feu, puis plus de noir à l'intérieur.

Voilà 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.

L'anneau lui-même existe à cause d'un phénomène dans lequel une étoile s'approche trop près du trou noir et s'y fait aspirer.

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

Mais il ne sera pas là pour toujours: le trou noir continue d'exercer sa traction, 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 ait jamais vu.

Bien qu'il y ait eu des avancées majeures dans la technologie des télescopes ces derniers temps, il n'y a pas un seul télescope sur terre qui puisse prendre une photo d'un trou noir. Ils sont tout simplement trop petits pour le faire!

En théorie, pour avoir ce type de résolution, vous auriez besoin d'un télescope de la taille de la planète Terre, et évidemment, ce n'est pas possible. Pour résoudre ce problème, ils ont trouvé une idée vraiment innovante: si un télescope ne pouvait pas faire le travail, alors peut-être que beaucoup le feraient.

En fait, ils avaient raison.

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

Ce programme comprenait le soutien de nombreux pays et a été nommé 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. C'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 l'endroit où il n'y a pas de lumière, ce cercle sombre au centre qui mesure environ 25 milliards de miles de diamètre. C'est le vrai trou noir.

Et à son bord se trouve le lieu connu sous le nom d'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 pas vous échapper. Pas vous, pas le vaisseau spatial le plus rapide, pas même la chose la plus rapide de l'univers: la lumière.

Beaucoup, beaucoup de choses devaient être parfaites pour capturer cette image, suffisamment pour qu'elle puisse être considérée comme un miracle. La lumière a voyagé pendant environ 55 millions d'années-lumière, sans être absorbée par le gaz ou les particules. Seule une petite fraction des ondes radio qui ont frappé l'atmosphère extérieure finissent par atteindre la surface, car la plupart d'entre elles sont absorbées ou réfléchies. Et pour que ces ondes soient reçues par l'EHT, la météo devait être bonne et claire sur 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 de l'EHT a commencé à examiner d'autres trous noirs, dans l'espoir d'approfondir nos connaissances sur les trous noirs.

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

Avec ces images de trous noirs, nous pouvons mieux comprendre leurs propriétés et répondre aux questions actuellement sans réponse comme:

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

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

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