Ça y est, la première image d’un trou noir a été publiée! Mais que voit-on au juste sur cette image?
D’abord, il s’agit du trou noir supermassif situé au centre de la galaxie Messier 87 (M87), une galaxie géante située à quelque 53 millions d’années-lumière de la Terre.
Ce trou noir est un « monstre », ont expliqué les scientifiques du projet Event Horizon Telescope (EHT) lors de la conférence de presse du 10 avril 2019. Sa masse: 6 milliards de fois celle de notre Soleil, pour un diamètre de 38 milliards de kilomètres, soit à peu près la taille du Système solaire. Sa taille le rend observable par le réseau de télescopes EHT, malgré la distance.
Décryptage de l’image
Les observations de l’EHT de M87 se sont étirées sur 4 jours en 2017. Images: EHT Collaboration et al 2019.
Par définition, on ne peut pas voir un trou noir, car aucune lumière ne peut s’en échapper. L’anneau lumineux correspond aux photons émis par la matière et les gaz qui orbitent autour du trou noir. « Avant son plongeon final dans le trou noir, à une vitesse proche de celle de la lumière, la matière du disque d’accrétion se transforme en plasma chauffé à des milliards de degré », a expliqué Avery Broderick, spécialiste des trous noirs à l’Université de Waterloo et au Perimeter Institute, qui était présent à la conférence de presse.
La matière chauffée émet alors des photons, visibles dans les ondes radio. Ces photons ont traversé la galaxie M87 pendant 60 000 ans, puis l’espace intergalactique pendant 55 millions d’années pour parvenir jusqu’à nous!
La zone sombre au centre, c’est l’ombre de l’horizon des événements, cette limite immatérielle du trou noir. Mais attention: la lumière qui frôle cette zone « tombe » elle aussi dans le trou noir. Le trou noir apparaît donc 2,5 fois plus large qu’il ne l’est en réalité.
La partie du bas de l’image est plus lumineuse. C’est que du côté « sud », la matière se déplace vers nous, ce qui fait apparaître cette zone plus lumineuse, en raison d’un effet Doppler. Du côté « nord », c’est l’inverse.
« On ne savait pas ce qu’on allait trouver, quelle forme allait avoir la silhouette du trou noir. Einstein s’était-il trompé?, a indiqué Avery Broderick en conférence. Nous avons été étonnés de voir à quel point l’image est semblable aux prédictions. (…) La relativité d’Einstein a encore une fois réussi un test crucial. »
Et Sagittarius A*?
Les télescopes de l’EHT ont aussi observé Sagittarius A*, au cœur de notre galaxie. « On ne promet rien, mais on espère avoir l’image très bientôt », a précisé Shep Doeleman, directeur de l’EHT, lors de la conférence.
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Comment photographier un trou noir
Au-delà de l’exploit technique, ce cliché devrait aider les scientifiques à comprendre ces objets cosmiques qui défient les lois de la physique.