Un trou noir est un objet cosmique extrêmement dense, comme si tout le poids de la Terre se retrouvait dans le volume d’une noisette. La densité est si élevée que la matière ne peut s’en échapper, ni même la lumière. En principe, il est donc impossible d’obtenir directement une image de trou noir. On le détecte par les effets gravitationnels qu’il exerce sur son voisinage.
C’est ce que l’on voit sur la toute première image d’un trou noir, qui a été publiée en avril 2019. L’objet en question est le trou noir supermassif qui se trouve au centre de la galaxie M87, à 50 millions d’années-lumière de la Terre. Elle a été réalisée dans le cadre du projet international EHT et dévoilée mercredi 10 avril 2019. L’EHT ou Event Horizon Telescope regroupe une dizaine de radiotélescopes et de télescopes optiques répartis autour de la Terre. En combinant ces instruments, comme s’ils étaient les fragments d’un miroir géant, les astronomes parviennent à disposer d’un télescope virtuel de la taille de la Terre.
Les mêmes équipes ont obtenu en mai 2022, la première image du trou noir central de notre galaxie, la Voie lactée : Sagittarius A*. Chacun peut dorénavant l’étudier.
Que montrent ces images ? Le cosmologue français Jean-Pierre Luminet, qui avait réalisé les premières simulations numériques de trous noirs dès 1978, indique que les deux images « se ressemblent » alors que les ordres de grandeur ne sont pas du tout les mêmes : la masse du trou noir au centre de la galaxie M87 est 1 500 fois supérieure à celle du trou noir situé au centre de la Voie lactée. « On trouve les mêmes choses à deux échelles différentes. C’est la confirmation éclatante de l’un des aspects de la théorie des trous noirs : une forme d’unicité des trous noirs. »
C’est ce que l’on voit sur la toute première image d’un trou noir, qui a été publiée en avril 2019. L’objet en question est le trou noir supermassif qui se trouve au centre de la galaxie M87, à 50 millions d’années-lumière de la Terre. Elle a été réalisée dans le cadre du projet international EHT et dévoilée mercredi 10 avril 2019.
L’EHT ou Event Horizon Telescope regroupe une dizaine de radiotélescopes et de télescopes optiques répartis autour de la Terre. En combinant ces instruments, comme s’ils étaient les fragments d’un miroir géant, les astronomes parviennent à disposer d’un télescope virtuel de la taille de la Terre.
Les mêmes équipes ont obtenue en mai 2022, la première image du trou noir central de notre galaxie, la Voie lactée : Sagittarius A*. Chacun peut dorénavant l’étudier.
Détecter les trous noirs n’est pas facile. Ils sont habituellement repérés par leurs émissions de rayons X. Cela signifie qu’ils doivent être en orbite avec au moins une étoile et que dans cette relation ait lieu un échange de matière entre les deux objets, c’est-à-dire lorsque le trou noir commence à absorber l’étoile. « Cette phase dure peut-être 10 000 ans. Un clin d’œil à l’échelle cosmique », commente Jean-Pierre Luminet. L’ensemble de ces conditions pose de nombreux freins à la détection des trous noirs. Mais ils ont été levés, notamment, grâce au projet européen Gaïa.
Lancé en 2013, ce projet utilisant le satellite du même nom effectue un relevé des étoiles de la Voie Lactée . Il s’agit de les répertorier, de noter leur position, leur déplacement, leur âge. L’objectif : réaliser une cartographie en trois dimensions de notre galaxie. Après avoir observé quelque deux milliards d’étoiles, les équipes de Gaïa ont publié, en mai 2022, une carte avec une précision jamais atteinte. (voir https://www.lexpress.fr/sciences-sante/sciences/gaia-livre-une-nouvelle-carte-de-notre-galaxie-d-une-precision-inegalee_2175147.html
L’analyse de ces données a permis de détecter des trous noirs qui étaient jusqu’alors passés inaperçus, a annoncé l’Agence spatiale européenne (ESA). Le 30 mars dernier, l’attention des scientifiques a été attirée par la très faible oscillation de certaines étoiles. Il s’est avéré, en y regardant de plus près, qu’elle était causée par la présence de deux trous noirs dans leur voisinage.
Ces deux trous noirs, appelés BH1 et BH2, sont les plus proches de nous à notre connaissance. BH1 se trouve à 1 560 années-lumière de la Terre nous en direction de la constellation Ophiuchus, et BH2 à 3 800 années-lumière de nous, dans la constellation du Centaure. A l’échelle de l’Univers, c’est comme s’ils se trouvaient « dans notre jardin », souligne l’ESA.
Ces trous noirs ne sont pas des mangeurs d’étoiles. Ils tombent dans la catégorie des trous noirs dormants, c’est-à-dire qu’ils interagissent très peu avec leur environnement. Les chercheurs s’attendent à ce que des objets du même type soient découverts en grand nombre dans notre galaxie, d’autant que la mission Gaïa doit se poursuivre jusqu’en 2025
Voir aussi
https://lejournal.cnrs.fr/articles/les-trous-noirs-nouveaux-sont-arrives 09/2020
https://lejournal.cnrs.fr/billets/une-baie-vitree-sur-lunivers 2016
Complément au 25/04/2023
En utilisant le télescope James Webb, des chercheurs de l’Université du Texas annoncent avoir observé le plus ancien des trous noirs identifiés à ce jour. Il serait vieux de 570 millions d’années après le Big Bang et appartiendrait à la catégorie des trous noirs intermédiaires.
arXiv,doi.org/j4hx
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