Le télescope Event Horizon commence ses observations de l’horizon des événements d’un trou noir

Cette semaine, une collaboration de télescopes à travers le monde avec le télescope Event Horizon va nous donner une image de l’horizon des événements du trou noir Sagittarius A* qui se trouve au centre de la Voie lactée.



Le a lancé ses observations qui vont durer 10 jours pour tenter de prendre une image de l’ d’un . Ce projet est gigantesque puisque dans sa définition la plus simple, il consiste à transformer la Terre en un télescope géant.

L’objectif est d’avoir les premières images de l’horizon des événements et pour tenter de déterminer sa masse. C’est la meilleure expérience pour tester les limites des lois physiques dans des environnements extrêmes selon Gopal Narayanan, professeur de recherche astronomique à l’université de Massachusetts Amherst.

Un télescope qui fait la taille de la Terre

Ces observations nous permettront de confirmer ou d’infirmer les dizaines d’hypothèses concernant les trous noirs et leurs horizons des événements. Et le télescope Event Horizon () a été un défi technique et logistique de taille. Le Large Millimeter Telescope (LMT) est le télescope le plus sensible en onde millimétrique au monde. Il va se combiner avec des télescopes à Hawaii, en Arizona, au pôle Sud, au Chili et en Espagne pour une observation coordonnée qui va aller du 5 au 14 avril 2017 afin d’étudier l’horizon des événements du trou noir qui se trouve au centre de notre Voie lactée.

Ce trou noir possède une masse qui équivaut à 4 millions de fois à celle du soleil et il est situé à 26 000 années-lumières de la Terre. À cette distance, l’horizon des événements est tellement minuscule qu’il faut un télescope de la taille de la Terre pour le photographier. C’est comme si on voulait photographier une pamplemousse sur la surface de la Lune.

Le genre d'image qu'on devrait avoir sur l'ombre du trou noir si le télescope Event Horizon réussit son objectif.

Le genre d’image qu’on devrait avoir sur l’ombre du trou noir si le télescope Event Horizon réussit son objectif.

Pour ce défi, des centaines de scientifiques dans le projet EHT ont créé leur outil avec 8 télescopes. En utilisant la rotation de la Terre et en alignant chaque télescope sur le même objet, avec des dizaines d’heures d’échantillonnage de leur courbure, on a un effet d’observation d’un seul télescope gigantesque. La stratégie de combiner plusieurs télescopes pour avoir une seule antenne, connue comme l’interférométrie à très grande ligne de base (VLBI), n’est pas nouvelle. On l’utilise depuis des décennies, mais c’est la première que des VLBI en ondes millimétriques atteignent une taille aussi colossale.

Pourquoi observer l’horizon des événements d’un trou noir ?

Mais pourquoi faire de tels efforts pour observer l’horizon des événements d’un trou noir ? Oui, car contrairement à beaucoup de médias, on ne peut pas observer directement un trou noir, mais uniquement son « bord ». Et l’intérêt est qu’au coeur de la relativité générale d’Einstein, on a cette notion que la mécanique quantique et cette relativité générale se combinent d’une façon ou d’une autre dans une théorie fondamentale unifiée. Et l’endroit pour étudier cette théorie unifiée est l’horizon des événements d’un trou noir.

Le genre d'image qu'on devrait avoir sur l'ombre du trou noir si le télescope Event Horizon réussit son objectif.

Le genre d’image qu’on devrait avoir sur l’ombre du trou noir si le télescope Event Horizon réussit son objectif.

Dans la recherche en physique, les limites extrêmes sont les plus intéressantes à observer, car elles permettent de déterminer ce qui casse et ce qui se maintient. Le télescope Event Horizon n’est pas uniquement conçu pour avoir une image qui va faire le tour du monde, mais pour déterminer si la relativité générale fonctionne toujours dans l’horizon des événements. On sait qu’elle ne fonctionne pas au centre du trou noir, mais l’horizon des événements est déjà un test conséquent. Cette relativité générale prédit qu’il y a cercle sombre autour du trou noir et que sa forme aura des contraintes très importantes sur sa masse et son spin. On n’a pas encore testé ces idées. L’Event Horizon Telescope veut photographier cette ombre pour tester les prédictions et déterminer la masse et le spin des trous noirs.

Un autre objectif du télescope Event Horizon est d’étudier la physique de l’accrétion qui est le processus par lequel le trou noir attire la matière avoisinante. On a ainsi une bande plate de matière en rotation autour de l’horizon des événements qu’on appelle un disque d’accrétion. Les scientifiques veulent comprendre le début et le comportement des grands jets de plasma qui sont lancés par les trous noirs au centre de la plupart des galaxies. On pourra également explorer l’hypothèse connue comme le paradoxe de l’information. C’est une prédiction faite par Stephen Hawking que la matière qui tombe dans le trou noir ne peut pas être définitivement perdue et qu’elle fuite d’une manière ou d’une autre.

Pendant cette observation de 10 jours, le télescope Event Horizon va aussi prendre une image du trou noir supermassif au centre de Messier 87, une galaxie géante elliptique qui est beaucoup plus lointaine que le centre de la Voie lactée. Mais le trou noir au centre de Messier possède une masse qui équivaut à 6 millions à celle du soleil et donc, son horizon des événements pourrait être plus grand.

Il a fallu des années de préparations et de négociations pour créer ce télescope Event Horizon. Maintenant, il ne reste plus qu’à le pointer vers ces trous noirs en espérant observer l’horizon des événements, l’ombre du trou noir et même une possible manifestation de la singularité dans l’espace. Techniquement, on peut dire que ce ne sera pas une image réelle puisque les observations vont détecter les signaux radio, mais on va les convertir dans une image exploitable. C’est la même chose que lorsqu’on écoute une musique et qu’on affiche les animations d’un équalizer. C’est une image qui respecte parfaitement le son et c’est la même chose avec les données de ce télescope. Mais il faudra des mois pour analyser les données de l’EHT et il faudra être patient pour savoir si nous avons pu photographier l’environnement voisin de l’un des objets les plus fascinants du cosmos.

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

5 réponses

  1. franck dit :

    bonjour, qu’ont donné ces observations ?
    merci

  2. franck dit :

    j’ai vu qu’aurelien barreau a rejoint l’equipe de carlo rovelli pour travailler sur la gravité quantique a boucle.
    etant un specialiste des trous noirs il essaie de convaicre rovelli que l’interpretation d’everett est juste.
    (elle est d’ailleur compatible abec la gavité quantique a boucle).
    ce serai tres interessant que ces observations donnent des indications sur ‘les bonnes’ theories

  3. Rayet stephane dit :

    Serai t il possible qu un trou noir soit une singularite dans une autre dimention , passage de la matiere pour generer un big bang dans une autre dimention ?

    • mm Jacqueline Charpentier dit :

      C’est une possibilité prévue dans certaines hypothèses, mais nos théories actuelles donnent des prédictions très étranges sur ce qui se passe à l’intérieur d’un trou noir et donc, ce serait possible, mais la probabilité serait très faible. De plus, même si c’est vrai, ce type de big bang et d’univers serait très instable et il n’existerait que pendant quelques secondes.

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