C’est la première fois que des astronomes voient de la lumière provenant de l’autre côté d’un trou noir
Les trous noirs sont des objets notoirement sombres, mais des astronomes de l’université Stanford (États-Unis) viennent de repérer une étrange lumière provenant de l’un d’entre eux. Les échos des rayons X semblent être le résultat de l’intense gravité de l’objet, qui déforme l’espace et renvoie la lumière dans le champ de vision.
Image d’entête : représentation artistique du trou noir supermassif, entouré d’un disque de plasma magnétisé, émettant des éclats de rayons X. Les reflets de ces éruptions ont maintenant été détectés de l’autre côté du trou noir. (Dan Wilkins/ Université Stanford)
L’attraction gravitationnelle d’un trou noir est si puissante que la lumière elle-même ne peut s’en échapper. Cela rend bien sûr ces étranges objets invisibles, mais ils peuvent se révéler grâce à la lumière qu’ils produisent autour d’eux.
Lorsque les trous noirs aspirent la poussière et les gaz, l’énergie intense qui en résulte chauffe ces matériaux à d’incroyables températures, créant un plasma hautement magnétisé qui brille de mille feux. Un trou noir peut alors être vu comme une silhouette circulaire sur ce disque lumineux.
Parfois, des éclairs de rayons X peuvent être observés émanant du disque. Dans l’environnement extrême du trou noir, le champ magnétique du plasma peut se tordre et s’arquer dans tous les sens, pour finalement se briser et produire des électrons à haute énergie. Ces derniers produisent à leur tour des éruptions de rayons X.
Dans cette nouvelle étude, les astronomes ont commencé par rechercher la cause de ces rayons X, autour d’un trou noir supermassif situé à quelque 800 millions d’années-lumière. Ce faisant, ils ont remarqué quelque chose de nouveau : de petits éclairs de rayons X suivaient parfois les principaux, à des longueurs d’onde différentes. D’après les modèles, ces flashs ultérieurs étaient les mêmes éclats de rayons X que ceux réfléchis par l’arrière du disque. C’est la première fois que des astronomes voient de la lumière provenant de l’autre côté d’un trou noir.
Selon Dan Wilkins, un des auteurs de l’étude :
Toute lumière qui entre dans ce trou noir n’en ressort pas, donc nous ne devrions pas être en mesure de voir quoi que ce soit se trouvant derrière. La raison pour laquelle nous pouvons voir cela est le fait que ce trou noir déforme l’espace, plie la lumière et tord les champs magnétiques autour de lui.
Illustration de la façon dont la lumière se réfléchit derrière un trou noir. (ESA)
Ce phénomène est connu sous le nom de lentille gravitationnelle, où une masse suffisamment grande peut déformer la toile de l’espace-temps autour d’elle.
Cela déforme la trajectoire de la lumière provenant d’objets éloignés, comme les étoiles, les quasars et les galaxies, de sorte qu’ils apparaissent dans différentes parties du ciel. Parfois, la lumière est même divisée, de sorte qu’elle apparaît en deux endroits à la fois, ou que des événements comme les supernovae se reproduisent à des moments différents.
Schéma du phénomène de lentille gravitationnelle : un amas de galaxies (ou un objet massif), au centre de l’image, déforme par sa masse la lumière et la toile de l’espace temps, représenter par la grille bleue. Ainsi, du point de vue de la Terre, en bas à droite, cette courbure de l’espace temps crée un effet de loupe qui permet de grossir les galaxies se touvant plus loin derrière l’amas de galaxies entrainant l’effet de lentille gravitationnelle. (Hubble)
Selon les chercheurs, la prochaine génération de télescopes à rayons X devrait être en mesure de capter les rayons X des trous noirs avec une plus grande résolution, ce qui devrait permettre de lever le voile sur les mystères qui les entourent.
L’étude publiée dans Nature : Light bending and X-ray echoes from behind a supermassive black hole et présentée sur le site de l’Université Stanford : Stanford astrophysicists report first detection of light from behind a black hole et sur le site de l’ESA : XMM-Newton sees light echo from behind a black hole.