Sur la première image du trou noir au centre de notre galaxie
Bon et bien le Guru a failli à son rendez-vous d’hier qui pourtant était prévu… mieux vaut tard que jamais.
Les astronomes du réseau de l’Event Horizon Telescope ont donc révélé cette semaine la première image du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, produite à l’aide d’un réseau de radiotélescopes du monde entier.
Image d’entête : le trou noir Sagittarius A*, créée en combinant plusieurs images extraites par les scientifiques de l’Event Horizon Telescope. (EHT Collaboration)
Le consortium Event Horizon Telescope a été formé en 2015, et a essentiellement relié des radiotélescopes existants du monde entier pour former un unique et puissant observatoire.
Les efforts combinés de l’ALMA et de l’APEX au Chili, de l’IRAM en Espagne, du South Pole Telescope, du LMT au Mexique et du JCMT, du SMA et du SMT aux États-Unis ont permis de réaliser les premières observations en avril 2017, les données étant analysées à l’aide de superordinateurs dédiés à l’Institut Max Planck de radioastronomie à Bonn, en Allemagne, et à l’Observatoire de Haystack, dans le Massachusetts.
Les différents observatoires radio qui forment le réseau de l’Event Horizon Telescope (EHT) utilisé pour imager le trou noir central de la Voie lactée, Sagittarius A*. (ESO/ M. Kornmesser)
L’emplacement de certains des télescopes qui composent l’EHT, ainsi qu’une représentation des longues lignes de base entre les télescopes. (ESO/ L. Calçada)
Les premières images directes d’un trou noir au centre de la galaxie Messier 87 ont ensuite été publiées deux ans plus tard, suivant de près les caractéristiques des trous noirs prédites dans la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein et prouvant potentiellement l’existence des caractéristiques de l’horizon des événements (la limite à partir de laquelle même la lumière ne peur s’échapper du trou noir) théorisées autour des trous noirs.
Ci-dessous les différentes “structures” d’un trou noir supermassif (Jet relativiste, horizon des évènements, disque d’accrétion, singularité). (NASA)
Le consortium EHT a ajouté d’autres observatoires au réseau depuis lors, dans les Alpes françaises, au Groenland et aux États-Unis, et a entrepris d’autres campagnes d’observation en 2018, 2021 et cette année.
L’équipe de recherche de l’EHT, qui est composée de plus de 300 chercheurs du monde entier, affirme que l’on soupçonne depuis longtemps la présence d’un trou noir au centre de notre galaxie, et que la première image de cet objet massif a été révélée.
L’image de Sagittarius A* montre un anneau de gaz incandescent entourant une région centrale sombre, ou ombre, et capte la lumière déformée par l’immense gravité de l’objet. Il s’agirait de la première preuve visuelle directe que Sgr A* est bien un trou noir.
L’image provient d’observations de Sgr A* effectuées pendant plusieurs nuits en 2017 par les huit radiotélescopes de la configuration originale de l’EHT. Elle est notamment similaire à l’image du trou noir M87* publiée en 2019, bien que Sgr A* soit considéré comme 1000 fois plus petit et moins massif.
Comparaison de la taille des deux trous noirs imagés par la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) : M87*, au cœur de la galaxie Messier 87, et Sagittarius A* (Sgr A*), au centre de la Voie lactée. D’autres éléments du système solaire tels que les orbites de Pluton et de Mercure, le diamètre du Soleil et la position actuelle de la sonde spatiale Voyager 1, le vaisseau spatial le plus éloigné de la Terre, sont également présentés pour une idée de la taille. (EHT collaboration)
Selon la coprésidente du Conseil scientifique de l’EHT et professeur d’astrophysique théorique à l’Université d’Amsterdam, Sera Markoff :
Nous avons deux types de galaxies complètement différents et deux masses de trous noirs très différentes, mais près du bord de ces trous noirs, ils semblent étonnamment similaires. Cela nous indique que la relativité générale régit ces objets de près, et que toute différence que nous voyons plus loin doit être due à des différences dans la matière qui entoure les trous noirs.
Comme les gaz autour de Sgr A* se déplacent beaucoup plus rapidement que ceux autour de M87*, l’image publiée est en fait une moyenne de différentes images extraites par les chercheurs.
La collaboration EHT a créé des images possibles de Sagittarius A* en utilisant le ray tracing, qui prédit l’aspect des trous noirs sur la base de la théorie de la relativité générale d’Einstein. (Ben Prather/ EHT Theory Working Group/ Chi-Kwan Chan)
Selon Chi-kwan Chan, scientifique à l’EHT :
Le gaz à proximité des trous noirs se déplace à la même vitesse, presque aussi vite que la lumière – autour de Sgr A* et de M87*. Mais alors que le gaz met des jours, voire des semaines, à tourner autour de M87*, le plus grand des deux trous noirs, il effectue une orbite autour de Sgr A*, beaucoup plus petit, en quelques minutes seulement. Cela signifie que la luminosité et la configuration du gaz autour de Sgr A* changeaient rapidement pendant que la collaboration EHT l’observait, un peu comme si on essayait de prendre une photo nette d’un chiot qui court après sa queue.
Les scientifiques vont maintenant étudier les différences entre les deux trous noirs de taille différente, et utiliser les nouvelles données pour tester les théories et générer des modèles sur la façon dont les gaz se comportent autour des trous noirs supermassifs.
L’ensemble d’études publiées dans The Astrophysical Journal Letters : Focus on First Sgr A* Results from the Event Horizon Telescope et présentées sur le site de l’Event Horizon Telescope : Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy et sur le site de l’ESO : Les astronomes révèlent la première image du trou noir au cœur de notre galaxie.