Mesdames et messieurs, ça y est : Sagittaire A*, le trou noir au centre de la Voie lactée, la galaxie dans laquelle nous vivons. Lors de conférences de presse simultanées à travers le monde jeudi après-midi, les astronomes ont dévoilé le regard fascinant sur ce monstre cosmique, pris par le groupe qui a également présenté la toute première image d’un trou noir en 2019. Les résultats ont été publiés dans dix articles dans le magazine professionnel Les lettres du journal astrophysique†
La nouvelle image montre à nouveau une composition d’ombre et de feu. L’ombre, noire au centre, révèle le contour de ce qu’on appelle l’horizon du trou, un point de non retour au-delà de laquelle rien ne peut échapper à son attraction, pas même la lumière. Le « feu » provient de la matière brûlante qui ballotte autour du trou noir, piégée mais pas encore engloutie, brouillée et comprimée dans la gravité grotesque.
Coeur cosmique maison
Encore plus que la photo précédente de 2019, celle-ci raconte une histoire particulière. Voici le cœur de notre maison cosmique, dit-il, l’ancre de notre place dans l’univers. Car autour de ce colosse – quatre millions de fois la masse du soleil, avec un horizon d’environ quinze fois la distance de la terre à la lune – tournent non seulement le soleil, la terre et toute l’humanité, mais aussi toutes les autres étoiles de la galaxie. .
Cela fait du Sagittaire A * le cœur d’un mécanisme d’horlogerie de taille galactique, dont les aiguilles tournent d’une lenteur vertigineuse selon les normes humaines. Il nous faut environ 240 millions d’années pour terminer un cycle, une période si longue qu’elle inclut l’ascension et la chute des dinosaures et la naissance de l’humanité. Nous n’avons pas à craindre que la Terre elle-même tombe dans le trou noir géant. Tout comme notre planète ne se contentera pas de s’enfoncer dans le soleil, malgré la puissante attraction gravitationnelle de notre étoile mère.
Découvrez les secrets
Plus importante que sa valeur symbolique, cette ombre vacillante ouvre la porte à de nouvelles connaissances scientifiques. « Faire une image du trou noir au centre de la Voie lactée est la raison pour laquelle nous avons lancé ce projet en premier lieu », explique l’astronome Heino Falcke de l’Université Radboud, l’un des initiateurs. Dès 2000, il écrit avec des collègues dans le magazine professionnel Les lettres du journal astrophysique qu’en théorie vous devriez pouvoir capturer un monstre cosmique comme le Sagittaire A* sur la plaque sensible. « Maintenant, nous pouvons enfin le regarder dans les yeux et découvrir quels secrets il a. »
Le Sagittaire A* est, malgré le fait que personne ne l’avait vu jusqu’à présent, une bonne connaissance. Par exemple, à partir de mesures et de résultats antérieurs, qui ont tout de même abouti au prix Nobel de physique en 2020, les astronomes connaissent très précisément la masse du trou.
En utilisant les lois de la théorie de la relativité générale d’Einstein, cette masse peut être bien traduite entre autres par la taille, mais aussi la forme et les nuances de l’ombre de l’horizon du trou. « Avec cette photo, nous pouvons vraiment tester nos connaissances sur la relativité générale », déclare Falcke. Ceci est important, entre autres, parce que les physiciens ne comprennent toujours pas complètement la gravité, qui est bien décrite dans la théorie de la relativité.
La nouvelle photo, qui ressemble beaucoup à la photo de 2019, correspond parfaitement aux attentes de la théorie de la relativité, écrivent les chercheurs dans les articles qui l’accompagnent.
télescope géant
« Ce n’est pas seulement la possibilité de tester la théorie de la relativité qui rend ces images si intéressantes », explique l’astrophysicienne Sera Markoff de l’Université d’Amsterdam, qui a étudié le comportement du matériau tourbillonnant autour du trou noir dans les nouvelles mesures. « Par exemple, nous espérons découvrir pourquoi Sagittarius A* n’a pratiquement pas de jet », dit-elle, faisant référence à l’énorme flux de gaz et de matière qui jaillit de certains trous noirs dans l’espace au-delà d’une galaxie. De tels jets peuvent parfois être des millions voire des milliards de fois plus gros que le trou noir lui-même.
La nouvelle photo n’a pas été prise directement avec un appareil photo, mais a été reconstruite dans un ordinateur par une équipe de centaines de scientifiques de dizaines de pays différents à partir des données de mesure du télescope Event Horizon, un groupe de huit télescopes répartis sur toute la planète. La liaison mathématique de ces données crée ensuite un télescope géant efficace capable de voir ces types de monstres cosmiques distants.
Mission accomplie
Cette fois, ils ont utilisé les mêmes données de mesure, collectées en 2017, que pour la photo précédente d’un trou noir. La raison pour laquelle il a fallu tellement plus de temps pour « prendre » cette image est que le Sagittaire A* est relativement plus mobile que le trou noir de la galaxie lointaine M87, qui figurait sur l’image précédente.
En raison du matériau tourbillonnant, l’image change environ toutes les onze minutes, alors qu’avec le M87, cela prend environ deux semaines. « C’est comme prendre une photo d’un tout-petit qui ne veut pas rester assis », a déclaré Falcke à l’époque. Et puis l’humanité est « piégée » dans la même galaxie que le Sagittaire A*, donc notre vue est bloquée par tout ce qui se trouve entre nous et le centre galactique – gaz, poussière et étoiles.
« Maintenant que cela a été réalisé, nous avons l’impression d’avoir vraiment terminé notre mission », déclare Falcke, même si lui et ses collègues sont loin d’avoir terminé le projet. En 2018, 2021 et 2022, le télescope Event Horizon a collecté de nouvelles données de mesure. « Et nous avons maintenant trois nouveaux télescopes dans le réseau, et toutes sortes de nouvelles techniques d’analyse que nous pouvons appliquer aux données », explique Huib Jan van Langevelde, directeur du projet EHT. La prochaine cible ? Une vidéo. Pour que ces sortes de compositions d’ombre et de feu se mettent aussi à danser.
