Vous regardez la toute nouvelle image en gros plan d'un trou noir. Cette image du trou noir M87 au centre de la galaxie Vierge A est le résultat d'un effort international de 2 ans pour zoomer sur la singularité. Il révèle, pour la première fois, les contours de l'horizon événementiel d'un trou noir, point au-delà duquel aucune lumière ni matière ne s'échappe.
Le M87 est à 53 millions d'années-lumière, au cœur d'une galaxie éloignée, entouré de nuages de poussière, de gaz et d'autres matières, de sorte qu'aucun télescope à lumière visible ne pouvait voir le trou noir à travers toute cette merde. Ce n'est pas le trou noir le plus proche, ni même le trou noir supermassif le plus proche. Mais il est si énorme (aussi large que l'ensemble de notre système solaire et 6,5 milliards de fois la masse du soleil) qu'il est l'un des deux plus grands apparaissant dans le ciel de la Terre. (L'autre est le Sagittaire A * au centre de la Voie lactée.) Pour créer cette image, les astronomes ont mis en réseau des radiotélescopes dans le monde entier pour agrandir le M87 à une résolution sans précédent. Ils ont appelé le réseau combiné le télescope Event Horizon.
Ce nom est approprié car cette image n'est pas le trou noir lui-même. Les trous noirs n'émettent aucun rayonnement, ou du moins pas assez près pour être détectés à l'aide de télescopes existants. Mais à leurs bords, juste avant que la gravité de la singularité ne devienne trop intense pour que même la lumière puisse s'échapper, les trous noirs accélèrent la matière à des vitesses extrêmes. Cette matière, juste avant de tomber à l'horizon, se frotte contre elle-même à grande vitesse, générant de l'énergie et rayonnant. Les ondes radio détectées par le télescope Event Horizon faisaient partie de ce processus.
"Cette image forme maintenant un lien clair entre les trous noirs supermassifs et les galaxies brillantes", a déclaré Sheperd Doeleman, astrophysicien à Harvard et directeur du Event Horizon Telescope lors d'une conférence de presse de la National Science Foundation.
Cela confirme que de grandes galaxies comme la Vierge A (et la Voie lactée) sont maintenues ensemble par des trous noirs supermassifs, a déclaré Doeleman.
Les astronomes savaient que les trous noirs étaient entourés de matière incandescente. Mais cette image répond toujours à une question clé sur les trous noirs et sur la structure de notre univers. Nous savons maintenant avec certitude que la théorie de la relativité d'Einstein tient même au bord d'un trou noir, où certains chercheurs soupçonnaient qu'elle s'effondrerait. La forme de l'horizon des événements visibles dans l'image est un cercle, comme le prédit la relativité, ce qui confirme que la relativité règne toujours même dans l'un des environnements les plus extrêmes de l'univers.
"Vous pourriez avoir vu un blob, et nous avons vu des blobs. Nous aurions pu voir quelque chose d'inattendu, mais nous n'avons rien vu d'inattendu", a déclaré Doeleman. "
Ce que le projet a révélé à la place était à peu près aussi pur et "fidèle" à la théorie d'Eintein, at-il dit.
Ce sont de bonnes et de mauvaises nouvelles pour la physique. C'est une bonne nouvelle, car cela signifie que les chercheurs n'ont pas à réécrire leurs manuels. Mais cela laisse une question clé non résolue: la relativité générale (qui régit les très grandes choses, comme les étoiles et la gravité) fonctionne jusqu'au bord d'un trou noir. La mécanique quantique (qui décrit de très petites choses) est incompatible avec la relativité générale à plusieurs égards clés. Mais rien dans cette image ne répond encore aux questions sur la façon dont les deux se croisent. Si la relativité générale s'était effondrée à cet endroit extrême, les scientifiques auraient pu trouver des réponses unificatrices.
Les données continueront probablement de provenir du réseau de télescopes, qui observe également le trou noir supermassif beaucoup plus proche (mais plus petit) au centre de la Voie lactée.
Sera Markoff, une astrophysicienne de l'Université d'Amsterdam, a déclaré que bien que la collaboration n'ait pas encore fourni de détails spécifiques sur la façon dont les trous noirs produisent leurs jets géants. Mais elle a dit que de nouvelles observations du trou noir M87, qui produit des jets spectaculaires, devraient aider à répondre à ces questions. Le projet Event Horizons Telescope continuera d'ajouter des télescopes au fil du temps et d'améliorer sa résolution au fil du temps, lui permettant de répondre à plus de questions, a-t-elle déclaré. Plus précisément, a-t-elle déclaré, elle espère que l'imagerie des trous noirs pourrait éventuellement relier la physique quantique et la gravité.
Cette liaison, a déclaré Avery Broderick, physicien à l'Université de Waterloo et collaborateur du projet, pourrait éventuellement permettre aux physiciens de «supplanter» Einstein.
Mais pour l'instant, profitez de ce premier aperçu du bord d'une région de l'espace totalement inconnaissable.
