Les astronomes ont un plan audacieux pour filmer le trou noir au centre de notre galaxie


En avril, une équipe internationale de scientifiques a pris la toute première photo d’un trou noir. En septembre, ils ont remporté un prix de découverte de 3 millions de dollars américains pour cette réalisation. Mais ils sont loin d’avoir terminé.

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Ensuite, l’équipe derrière l’Event Horizon Telescope (EHT) planifie un début cinématographique. Le sujet : le trou noir supermassif au centre de notre galaxie.

Le nouveau projet, appelé EHT nouvelle génération (ngEHT), vise à capturer des vidéos en temps réel du trou noir de la Voie lactée pour observer son comportement et voir comment il modifie son environnement.

“Nous pouvons voir le trou noir évoluer en temps réel”, a déclaré Shep Doeleman, un astronome qui dirige l’équipe mondiale EHT, à Business Insider.

“Nous pouvons alors comprendre comment il lance ces jets qui viennent de ses pôles nord et sud. Nous pouvons voir comment il évolue avec la galaxie. Nous pouvons même tester la gravité d’Einstein de manières complètement différentes, en regardant les orbites de la matière – pas la lumière, mais la matière – autour du trou noir.”

Les vidéos peuvent capturer comment les trous noirs dévorent les gros objets

(Event Horizon Telescope Collaboration)

Le trou noir de la photo révolutionnaire publiée en avril est connu sous le nom de M87. Dans l’image (ci-dessus), l’anneau jaune-rouge est le disque d’accrétion – une masse rotative de gaz super chaud et de poussière d’étoiles, de planètes et d’autres objets morts. Dans le cas de M87, ce disque est plus grand que tout notre système solaire.

L’obscurité à l’intérieur du disque est l’horizon des événements – le point au-delà duquel la force gravitationnelle du trou noir est si forte que même la lumière ne peut voyager assez vite pour s’échapper. (Cette absence de lumière, bien sûr, rend la photographie ou le tournage d’un trou noir extrêmement difficile.)

“Ça nous en dit long”, dit Doeleman à propos de la photo.

“Cela nous dit qu’il y a des mouvements presque légers du gaz autour du trou noir. Ça nous dit comment le trou noir est orienté dans l’espace. Cela confirme les théories d’Einstein sur la gravité très près de la limite du trou noir. Une fois que vous obtenez un outil comme celui-ci qui vous donne accès au fonctionnement intérieur du cosmos, alors vous voulez tout de suite en faire plus.”

C’est pourquoi l’équipe ngEHT a ramené son réseau mondial de télescopes sur M87, ainsi que sur le trou noir au centre de notre propre galaxie.

Le télescope Event Horizon est composé d’observatoires du monde entier. Ensemble, ils peuvent fonctionner comme un seul télescope “virtuel” de la taille de la Terre.

Le groupe s’efforce d’ajouter d’autres télescopes à ce réseau et de tirer parti de la nouvelle technologie informatique pour traiter 10 fois plus de données provenant de ces télescopes. Ce faisant, ils pensent pouvoir filmer les deux trous noirs en cinq ans environ.

Doeleman espère qu’un jour, les vidéos pourront révéler ce qu’une image fixe ne peut pas révéler : comment ces trous noirs dévorent la matière.

Impression artistique d’un trou noir supermassif à rotation rapide entouré d’un disque d’accrétion. (ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser ; Business Insider)

À l’heure actuelle, les scientifiques peuvent dire quand les trous noirs éloignés ont mangé quelque chose de gros (comme une étoile) parce que les événements émettent une lumière intense qui finit par atteindre les télescopes de la Terre. Doeleman pense que les vidéos pourraient capturer de tels événements au fur et à mesure qu’ils se produisent en temps réel.

“Imaginez que vous puissiez voir le trou noir pendant une de ces périodes d’activité. Vous verriez exactement d’où venait cette émission”, dit-il. “Comprendre comment ces choses arrivent – ça nous dit tout sur la dynamique des trous noirs et comment ils se nourrissent.”

Le trou noir de notre galaxie est la parfaite star de cinéma

M87 – le trou noir photographié par l’équipe de l’EHT – a une masse équivalente à environ 6,5 milliards de soleils. Le trou noir au centre de notre galaxie, Sagittaire A* ou Sgr A*, est beaucoup moins massif ; il est à peu près équivalent à 4 millions de soleils.

Cela signifie que Sgr A* engloutit moins de matière, ce qui lui donne un disque d’accrétion beaucoup plus petit que celui de M87. De ce fait, la matière entoure le trou noir beaucoup plus rapidement, accomplissant des orbites en quelques heures, au lieu de quelques semaines dans le cas de M87.

Sagittaire A* capturé par l’Observatoire des rayons X de Chandra de la NASA. Les ellipses indiquent des échos lumineux. (NASA)

“Donc le trou noir de M87, vous pouvez le regarder d’une semaine à l’autre et ne pas voir trop de différence”, a dit Doeleman.

Pour cette raison, le plan de tournage de M87 consiste à filmer en continu pendant plusieurs mois. Cela devrait suffire pour que la matière tourne plusieurs fois autour du trou noir.

D’autre part, l’équipe de l’EHT espère obtenir des images en temps réel de Sgr A*, car il change plus rapidement et visiblement au fur et à mesure que les choses bougent autour de lui.

“[Sgr A*] est très actif, et au cours d’une nuit d’observation, vous pouvez voir huit ou neuf orbites de matériau autour de ce trou noir”, a dit Doeleman.

Il espère éventuellement mettre à la disposition du public des heures d’images du trou noir bouillant de notre galaxie.

Expansion du réseau mondial de télescopes pour produire de meilleures vidéos

Tous les observatoires participant à la collaboration du télescope Event Horizon. (ESO/O. Furtak)

Huit télescopes à travers le monde se sont combinés pour créer la première photo d’un trou noir.

L’équipe de la ngEHT prévoit d’étendre ce réseau pour inclure 11 télescopes en 2020, a dit M. Doeleman. Ils n’ont pas besoin de nouvelles antennes pour filmer les trous noirs, mais l’expansion du réseau améliorerait la qualité vidéo.

“Il est très probable que nous pourrons commencer à faire des films rudimentaires au cours des cinq prochaines années. Ils peuvent être saccadés. Ils sont peut-être de faible résolution, mais ce sont les premiers pas”, a dit M. Doeleman.

Les télescopes spatiaux en orbite autour de la planète finiront aussi par donner leur vision, rendant le télescope collectif encore plus grand que la Terre.

Doeleman a comparé ce processus à l’évolution des films hollywoodiens. Même les films de qualité médiocre semblaient étonnants au début, mais la technologie du cinéma ne cesse de progresser.

“Un certain nombre de jeunes scientifiques en début de carrière ont maintenant fait leurs premières armes sur cette première image”, a-t-il dit. “Nous développons un nouveau champ qui va grandir et s’améliorer avec les années.”

Lire aussi : Un nouvel article insolite dit que la Planète 9 pourrait en fait être un trou noir primordial

Sources : ScienceAlert, Business Insider – Traduit par Anguille sous roche

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