Prix Nobel de physique 2020: quelle est cette recherche sur le trou noir supermassif de la Voie lactée ?

Publié par Adrien le 08/10/2020 à 09:00
Source: ESO
Reinhard Genzel et Andrea Ghez ont reçu conjointement le Prix Nobel de physique 2020 pour leurs travaux sur le trou noir supermassif, le Sagittaire A*, au centre de notre galaxie. Reinhard Genzel, directeur de l'Institut Max Planck pour la physique extraterrestre en Allemagne, et son équipe ont mené des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) du Sagittaire A* pendant près de 30 ans en utilisant une flotte d'instruments sur les télescopes de l'Observatoire Européen Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.) (ESO).


Reinhard Genzel partage la moitié du Prix avec Andrea Ghez, professeur à l'Université de Californie (L'université de Californie est une université américaine, fondée en 1868, dont le siège se trouve à Berkeley (Californie), comprenant dix campus situés dans l'État de Californie. Elle...), à Los Angeles (Los Angeles est une ville des États-Unis située au sud de la Californie, sur la côte pacifique. Les Américains l'appellent souvent par son diminutif L.A. prononcé « él ey ». Cette ville est le chef-lieu du comté portant le...) aux Etats-Unis, "pour la découverte d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné...) compact supermassif au centre de notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif...)", l'autre moitié étant attribuée à Roger Penrose, professeur à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) d'Oxford au Royaume-Uni, "pour la mise en évidence que la formation de trous noirs est une prédiction robuste de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) générale de la relativité".

"Félicitations aux trois lauréats du Prix Nobel ! Nous sommes ravis que la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) sur le trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million à un milliard de masses solaires. C'est le type de trou...) au centre de notre galaxie ait été récompensée par le Prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les dernières volontés du testament du chimiste Alfred Nobel. Il récompense des figures scientifiques éminentes...) 2020. Nous sommes fiers que les télescopes que l'ESO construit et exploite dans ses observatoires au Chili aient joué un rôle clé dans cette découverte", déclare Xavier Barcons, directeur général de l'ESO. "Les travaux réalisés par Reinhard Genzel avec les télescopes de l'ESO et par Andrea Ghez avec les télescopes Keck à Hawaï (Hawaï ou Hawaii (en hawaïen : Hawai‘i ; en anglais : Hawaii) est un État des États-Unis situé dans l'océan Pacifique, à environ...) ont permis une compréhension sans précédent du Sagittaire A*, qui a confirmé les prédictions de la relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale qui étend le principe de relativité aux référentiels non-inertiels, est une...) d'Einstein".

L'ESO travaille en très étroite collaboration avec Reinhard Genzel et son groupe depuis environ 30 ans. Depuis le début des années 1990, Reinhard Genzel et son équipe, en coopération avec l'ESO, ont développé des instruments conçus pour suivre les orbites des étoiles dans la région du Sagittaire A*, au centre de la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de...).

Ils ont commencé leur campagne (La campagne, aussi appelée milieu rural désigne l'ensemble des espaces cultivés habités, elle s'oppose aux concepts de ville, d'agglomération ou de milieu urbain. La...) en 1992 en utilisant l'instrument SHARP sur le New Technology Telescope (NTT) de l'ESO à l'observatoire de La Silla au Chili. L'équipe a ensuite utilisé des instruments extrêmement sensibles sur le Very Large Telescope (Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de 4 télescopes principaux et 4 auxiliaires à l'Observatoire du Cerro Paranal, situé dans le désert...) (VLT) de l'ESO et sur le Very Large Telescope Interferometer de l'Observatoire de Paranal, à savoir NACO, SINFONI et plus tard GRAVITY, pour poursuivre leur étude du Sagittaire A*.

En 2008, après 16 ans de suivi des étoiles en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les...) du Sagittaire A*, l'équipe a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de petites îles grecques situées...) les meilleures preuves empiriques de l'existence d'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper (à...) supermassif au centre de notre galaxie. Les groupes de Reinhard Genzel et d'Andrea Ghez ont tous deux suivi avec précision l'orbite d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus...) en particulier, S2, qui a atteint sa distance la plus proche du Sagittaire A* en mai 2018. L'ESO a entrepris un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de développements et de mises à niveau des infrastructures à Paranal afin de permettre des mesures précises de la position et de la vitesse (On distingue :) de S2.

L'équipe dirigée par Reinhard Genzel a découvert que la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à...) émise par l'étoile proche du trou noir supermassif était étirée sur des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales....) plus longues, un effet connu sous le nom de redshift gravitationnel, confirmant pour la première fois la relativité générale d'Einstein à proximité d'un trou noir supermassif. Plus récemment cette année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), l'équipe a annoncé qu'elle avait vu S2 "danser" autour du trou noir supermassif, montrant que son orbite est en forme de rosette, un effet appelé précession (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous l'action de l'environnement, par exemple, dans le cas de l'axe de rotation d'un objet,...) de Schwarzschild qui avait été prédit par Einstein.

Reinhard Genzel et son équipe sont également impliqués dans le développement d'instruments qui seront installés sur l'Extremely Large Telescope de l'ESO, actuellement en construction dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).) d'Atacama au Chili, ce qui leur permettra de sonder l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) encore plus près du trou noir supermassif.
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