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De nouvelles techniques et de meilleurs instruments devraient mener les astronomes juste au bord du trou noir monstrueux situé au coeur de notre Voie Lactée. Un réseau continental de télescopes submillimétriques en cours d'élaboration révèlera l'ombre portée du trou noir sur la matière qui l'environne.
Le sens commun soutient que jamais nous ne pourrons voir un trou noir parce que rien ne peut s'en échapper, pas même la lumière. Mais heureusement, les trous noirs ne sont pas complètement noirs. Tandis que les gaz sont attirés à l'intérieur par une puissante force de gravitation, ils s'échauffent et rayonnent. Ce rayonnement peut être utilisé pour illuminer le trou noir et pour l'observer.
Les astronomes pensent que dans quelques années, ils pourront scruter de près l'horizon du trou noir au centre de la Voie Lactée. Ils ont d'ores et déjà repéré la lumière de "points chauds" situés juste à l'extérieur. Comme la technologie actuelle n'est pas tout à fait prête pour le plongeon final, les théoriciens Avery Broderick et Avi Loeb du Centre Harvard-Smithsonian pour l'Astrophysique ont déjà modélisé ce que les observateurs verront quand ils regarderont dans la gueule du monstre de plus de 15 millions de kilomètres de diamètre situé à 25.000 années-lumière de notre Soleil.
Le Saint Graal à notre portée
Un réseau de télescopes submillimétriques à l'échelle continentale sera crée pour simuler un télescope simple d'un diamètre équivalent à celui de la Terre. Ce procédé, connu sous le nom d'interférométrie, a été déjà employé pour étudier les émissions radios de grandes longueurs d'onde de l'espace. En analysant des émissions submillimétriques de plus courtes longueurs d'onde, les astronomes pourront obtenir un panorama à haute résolution de la région juste en dehors du trou noir.
"Le Saint Graal de l'astronomie des trous noirs est à notre portée", remarque Broderick. "Nous pourrons observer l'ombre portée du trou noir sur la matière environnante et déterminer sa taille et les caractéristiques de sa rotation".
Des observations dans le domaine infrarouge à l'aide d'instruments d'interférométrie existant ou près d'exister dans un futur proche offrent également la possibilité de fournir des images du noyau de notre galaxie dans un détail extrême, avec des résolutions meilleures qu'une milliseconde d'arc. "Les observations submillimétriques et infrarouges sont complémentaires", indique l'astronome Lincoln Greenhill du Centre Smithsonian. "Nous devons utiliser les deux pour nous attaquer au problème des observations à haute résolution. C'est la seule façon d'obtenir une image complète du centre galactique".
Trou noir (vue d'artiste)
Tester la Relativité Générale aux limites
Le trou noir au centre de la Voie Lactée est la meilleure cible pour des observations interférométriques parce ce que c'est le trou noir connu qui occupe le plus grand espace dans le ciel. Néanmoins, sa taille angulaire de quelques dizaines de microsecondes d'arc est un défi pour les astronomes, en exigeant une résolution 10.000 fois supérieure à celle obtenue avec le télescope spatial Hubble en lumière visible.
"Lorsque les astronomes la réaliseront, cette première image de l'ombre du trou noir et du disque d'accrétion interne entrera dans les manuels, et permettra de vérifier les théories actuelles de la gravitation lorsque l'espace-temps est fortement recourbé", fait remarquer Loeb.
Pour préparer cette approche expérimentale, Broderick et Loeb ont créé un programme informatique de simulation. Les émissions du trou noir central de la galaxie sont connues pour être très fluctuantes, probablement en raison des masses de matières absorbées. Les chercheurs ont modélisé ces amas de gaz chauds et en ont déduit l'aspect de l'image à obtenir. Ils ont également fait le total de toute la lumière des "points chauds" pour simuler des observations à basse résolution réalisables avec la technologie actuelle. Les résultats d'observations récentes commencent à être publiés et paraissent conformes à ces prévisions.