Des astronomes capturent la première image d’un trou noir au centre de la Voie lactée

Les astronomes ont dévoilé la première image du trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée. Il a été théorisé qu’il y avait un trou noir au centre de la galaxie, mais cette image fournit des preuves accablantes que c’est le cas.

L’image a été révélée lors d’une conférence de presse à Washington, DC par la United States Science Foundation avec Event Horizon Telescope Collaboration. L’image a été produite par une équipe de recherche mondiale appelée Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, en utilisant les observations d’un réseau mondial de radiotélescopes.

La National Science Foundation (NSF) dit qu’il s’agit d’un regard attendu depuis longtemps sur l’objet massif au centre de la galaxie de la Voie lactée, la galaxie dans laquelle réside le système solaire de la Terre. La NSF dit que les scientifiques avaient déjà vu des étoiles en orbite autour de quelque chose de massif, compact, mais invisible au centre de la galaxie, ce qui suggérait fortement un trou noir.

Cette image est la première preuve visuelle directe que l’objet, connu sous le nom de Sagittarius A* (Sgr A*), est bien un trou noir supermassif.

Comme c’est le cas avec une image précédente de trous noirs – qui a également été capturée avec EHT en 2019 – l’image ne montre pas réellement le trou noir lui-même car il est complètement sombre. Les trous noirs absorbent toute la lumière, mais le gaz incandescent autour du trou révèle une signature révélatrice de l’objet : une région centrale sombre (qui, selon la NSF, est appelée une « ombre ») entourée d’une structure brillante en forme d’anneau. La gravité de ce trou est estimée à quatre millions de fois plus massive que celle du Soleil.

« Nous avons été stupéfaits de voir à quel point la taille de l’anneau correspondait aux prédictions de la théorie de la relativité générale d’Einstein », a déclaré Geoffrey Bower, scientifique du projet EHT, de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique, Academia Sinica, Taipei.

« Ces observations sans précédent ont considérablement amélioré notre compréhension de ce qui se passe au centre même de notre galaxie et offrent de nouvelles informations sur la façon dont ces trous noirs géants interagissent avec leur environnement. »

Comment l’image a été capturée

Le trou noir est à environ 27 000 années-lumière de la Terre et afin de l’imager, les scientifiques ont créé l’EHT qui relie huit observatoires radio existants à travers la planète pour former un seul télescope virtuel « de la taille de la Terre », explique la NSF. L’EHT a été chargé d’observer Sgr A * sur plusieurs nuits et de collecter des heures de données simultanées, ce qui, selon la NSF, est similaire en principe à l’utilisation d’une longue exposition sur un appareil photo standard.

La capture de cette image a été considérée comme nettement plus difficile que celle qui a été prise du trou noir M87* en 2019 même si Sgr A* est beaucoup plus proche.

« Le gaz à proximité des trous noirs se déplace à la même vitesse – presque aussi vite que la lumière – autour de Sgr A * et M87 * », a déclaré le scientifique EHT Chi-kwan (‘CK’) Chan, de l’Observatoire Steward et du Département de L’astronomie et le Data Science Institute de l’Université de l’Arizona, aux États-Unis, expliquent.

«Mais là où le gaz met des jours, voire des semaines, à orbiter le plus grand M87 *, dans le beaucoup plus petit Sgr A *, il complète une orbite en quelques minutes seulement. Cela signifie que la luminosité et le motif du gaz autour de Sgr A * changeaient rapidement pendant que la collaboration EHT l’observait – un peu comme essayer de prendre une photo claire d’un chiot pourchassant rapidement sa queue.

La NSF affirme que les chercheurs ont dû développer de nouveaux outils pour tenir compte de ce mouvement de gaz, tandis que M87 * était beaucoup plus facile car il était plus stable et toutes les images capturées se ressemblaient presque. En revanche, l’image du trou noir Sgr A* est une moyenne des différentes images extraites par l’équipe.

« Nous pouvons maintenant étudier les différences entre ces deux trous noirs supermassifs pour obtenir de nouveaux indices précieux sur le fonctionnement de ce processus important », a déclaré le scientifique EHT Keiichi Asada de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique, Academia Sinica, Taipei.

« Nous avons des images pour deux trous noirs – un à l’extrémité large et un à l’extrémité petite des trous noirs supermassifs dans l’Univers – nous pouvons donc aller beaucoup plus loin dans le test du comportement de la gravité dans ces environnements extrêmes que jamais auparavant. »

Les résultats complets de l’équipe EHT sont publiés dans un numéro spécial de Les lettres du journal astrophysique aujourd’hui.

Crédits image : Collaboration avec le télescope Event Horizon