De nouvelles images du trou noir M87*

On annonçait en grande pompe l'an dernier la toute première photographie d'un trou noir. La collaboration de chercheurs derrière cette découverte récidive cette année en proposant une série de photos présentant l'évolution du trou noir depuis 2009. En utilisant des modèles mathématiques construits à partir de la fameuse photo de 2019 et en les croisant avec des données recueillies par des télescopes aux quatre coins du globe, ils sont parvenus à reconstituer ces images qui permettront d'en apprendre davantage sur la dynamique des trous noirs.


Dans leur étude publiée jeudi, dans la revue scientifique Nature, les chercheurs de la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) expliquent que l'image de 2019 leur a permis de définir des modèles mathématiques qui mettent en relation les données du télescope. À partir de ces modèles, il leur a alors été possible de reconstituer les données manquantes, dans les observations des années précédentes, pour obtenir de nouvelles images. La collaboration note dans son article que des variations significatives sont observées d'une image à l'autre en fonction du modèle utilisé. Néanmoins, ces images permettront aux scientifiques qui étudient les différents phénomènes physiques régissant un trou noir d'avoir plus d'informations sur l'évolution dans le temps de celui-ci. La collaboration EHT prévoit raffiner ces modèles à partir de nouvelles observations prévues en mars et en avril 2021.


Pour obtenir la résolution suffisante afin de produire leur photo originale, la collaboration a pointé 8 télescopes répartis sur quatre continents sur le trou noir supermassif (on parle ici de plus de 6 milliards de fois la masse de notre soleil!) au centre de la galaxie M87. Considérant les ressources importantes nécessaires pour cette observation, les chercheurs ont été en mesure d'observer le trou noir seulement quelques nuits. Cependant, des données avaient été recueillies depuis 2009 par un nombre plus restreint de télescopes, sans qu'il ait été possible de reconstituer des images jusqu'à tout récemment.

Des physiciens ont émis l'hypothèse de l'existence des trous noirs il y a plusieurs siècles, mais ils n'avaient jamais été observés directement jusqu'en 2019. Cependant, plusieurs observations indirectes, comme celle d'une onde gravitationnelle réalisée par le LIGO en 2015, avaient permis de confirmer leur existence.

Les trous noirs sont des corps célestes dont aucune lumière ne s'échappe, ils apparaissent donc complètement noirs. Pour tout corps céleste, il est possible de calculer une vitesse de libération. C'est-à-dire la vitesse qu'il faut avoir, à une distance donnée du corps céleste, pour s'échapper de son attraction gravitationnelle. Les astronautes utilisent ce genre de calcul pour connaitre la vitesse qu'ils doivent atteindre pour se mettre en orbite. Les trous noirs sont des objets si massifs et si denses, que cette vitesse de libération est plus grande que la vitesse de la lumière, ce qui l'empêche de s'échapper.