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L’image a fait le tour du monde. C’est qu’elle est historique : elle montre, au c?ur tout d’un halo orange, l’ombre tout d’un trou noir en train d’engloutir d’une matiere brulante.

L’image a fait le tour du monde. C’est qu’elle est historique : elle montre, au c?ur tout d’un halo orange, l’ombre tout d’un trou noir en train d’engloutir d’une matiere brulante.

Tout ca a environ 50 millions d’annees-lumiere une Terre ! Comment votre toute premiere image d’un trou noir a-t-elle ete prise ? Quels enseignements livre-t-elle ? Le decryptage de Benoit Rey.

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Voici la toute premiere vraie photo d’un trou noir !

Reperes

Mes trous noirs sont des reliques d’etoiles effondrees, devenant si denses que leur gravite empeche matiere et lumiere de s’en echapper. Ils prennent la forme de la sphere delimitee par un horizon des evenements .

Notre voila donc enfin ! Apres d’interminables mois d’attente, la collaboration internationale Event Horizon Telescope (EHT) a revele au monde la toute premiere image d’un trou noir : un monstre cosmique 6,5 milliards de fois plus massif que notre Soleil, aussi gros que notre Systeme solaire entier, qui trone au centre de la galaxie M87, a 52 millions d’annees-lumiere de la Terre. C’est le ombre qu’on voit se detacher sur le disque orange de matiere brulante qu’il est en train d’engloutir. Pour la premiere fois, on distingue le monstre, on le mesure, on l’analyse en direct : on le voit… si tant est que l’on puisse vraiment voir 1 trou noir.

EN QUETE D’UNE RESOLUTION MAXIMALE

Voila vingt annees que Sheperd Doeleman et ses collegues de l’EHT ciblent ce trou noir M87*, justement pour ses dimensions titanesques. Car si depuis les annees 1960 les astronomes pensent que les trous noirs pullulent dans notre Galaxie, ils desesperaient de les voir un jour. La majorite d’entre eux, qui naissent une mort d’etoiles massives, sont Par exemple minuscules : de la taille de Paris intra-muros. Hors d’atteinte, donc, des telescopes actuels. Quant aux trous noirs supermassifs, comme M87* ou Sagittarius A* (celui de notre Galaxie), ils paraissent certes bien plus gros (un milliard de fois Paris intra-muros Afin de M87*) mais aussi bien plus lointains. Et ils se cachent au centre des galaxies, dans d’epais cocons de matiere opaque.

D’ou l’idee de nos observer au sein des ondes radio, qui peuvent traverser la poussiere cosmique. Mais Di?s lors, la resolution est faible. Alors que pour distinguer l’ombre des trous noirs depuis la Terre, la resolution utile reste enorme : equivalente a celle qui permettrait de lire un journal a Paris depuis New York ! Les trous noirs promettaient donc de rester invisibles pour toujours… Sauf a developper votre projet titanesque : un reseau de plusieurs radiotelescopes repartis sur la surface du Globe, synchronises a J’ai nanoseconde pres, qui pointeraient l’ensemble de au meme moment vers une cible, formant l’equivalent d’un radiotelescope en taille une Terre.

C’est votre projet pharaonique d'“interferometrie a tres longue base“ qui vient d’arriver a le terme. Apres avoir prouve sa faisabilite en 2006, les membres de l’EHT ont mis dix annees a selectionner les antennes compatibles a travers le monde, notamment celles qui etaient equipees d’une horloge atomique Afin de la synchronisation des donnees. Cela a fallu ensuite convaincre ces observatoires de conceder une fenetre d’observation de 11 jours successifs. Et choisir la date. „J’ai meilleure saison Afin de la radioastronomie est l’hiver, car l’humidite de l’air est a le taux le plus bas, explique Pablo Torne, de l’equipe de l’antenne espagnole. Seulement, l’hiver dans l’hemisphere Nord correspond a l’ete au Chili. Nous avons donc du Realiser tourner des simulations meteorologiques pour etablir statistiquement quel est le meilleur compromis. C’est en avril.“

Elle confirme l’existence des trous noirs

Que montre exactement votre image ? „A vrai dire, c’est une question tres chaude dans la communaute, ce type d’image relativiste est fort subtile a interpreter“ , reconnait Frederic Vincent, de l’observatoire de Meudon. A priori, le cercle orange correspond a la sphere photonique, une fine coquille de lumiere constituee de photons, temporairement captures en orbite a la frontiere du trou noir. Ils en effectuent deux ou des fois le tour puis s’echappent. Soit aupres du trou noir, ainsi, ils se font avaler ; soit par l’exterieur, auquel cas une bri?ve partie peut s’extraire d’une galaxie et parvenir jusqu’a nous sous la forme de cet anneau lumineux. Les photons seront en majorite issus du disque de matiere acceleree en spirale autour du trou noir jusqu’a 50 % en vitesse d’la lumiere et chauffee jusqu’a 100 milliards de degres… et cela la rend incandescente.

Quant a votre qu’on ne voit nullement, au milieu de l’image, c’est l’ombre du trou noir. „Nous ne detectons aucun rayonnement en provenance du centre de l’ombre, et cela confirme que celui-ci s’agit beaucoup tout d’un horizon des evenements“, pointe Dimitrios Psaltis. Cela exclut d’autres candidats comme les trous de ver, les gravastars ou les singularites https://datingmentor.org/fr/quiver-review/ nues, qui laisseraient une signature differente via l’image. „l’integralite des alternatives ne sont pas encore exclues, on pourrait etre face a un autre genre d’objet exotique. Il faudra tarder des observations avec une meilleure resolution, precise Eric Gourgoulhon, a l’Observatoire de Paris. Mais l’explication la plus rationnelle, a laquelle tout le monde adhere, y compris moi, reste celle tout d’un trou noir.“

L’image reste une carte en intensite des ondes radio emises par le disque de poussiere autour de M87* (du rouge au jaune).

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