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Des scientifiques ont dévoilé l’image d’un trou noir. Une première historique qui permettra d’en savoir plus sur les objets célestes les plus mystérieux.
© ESO/EHT Collaboration

3 minutes de lecture

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Vahé Ter Minassian
Publié mercredi 10 avril 2019 à 15:17, modifié mercredi 10 avril 2019 à 17:32.

astrophysique

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Des scientifiques ont dévoilé l’image d’un trou noir. Une première historique qui permettra d’en savoir plus sur les objets célestes les plus mystérieux, les plus passionnants et les plus terrifiants de l’Univers

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Vahé Ter Minassian
Publié mercredi 10 avril 2019 à 15:17, modifié mercredi 10 avril 2019 à 17:32.

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Cela faisait deux ans qu’ils maintenaient le suspense. Les astronomes de la collaboration internationale Event Horizon Telescope (EHT) ont enfin montré le fameux cliché sur lequel couraient des rumeurs depuis des mois. Dévoilé cet après-midi au cours de six conférences de presse organisées simultanément à travers le monde, ce dernier laisse apparaître un halo brillant autour d’une région centrale sombre: l’ombre M87*, le trou noir super-massif du centre de la galaxie M87!

L’image apporte une nouvelle confirmation à la théorie de la Relativité Générale d’Albert Einstein

Einstein avait raison

L’image, publiée dans la revue Astrophysical Journal Letters, est inédite. Et apporte une nouvelle confirmation à la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. Formulée en 1915, celle-ci démontre pour la première fois qu’une étoile peut, dans certaines situations, se contracter sur elle-même jusqu’à former un objet dont plus rien, ni la matière ni la lumière ne peuvent sortir: un trou noir. Un tel astre ne correspond pas à un point. Mais définit un volume de l’espace, de forme sphérique plus ou moins aplatie, d’où il est impossible de revenir: l’horizon des événements.

«C’est l’existence de cet horizon des événements associé aux trous noirs que prouve l’image diffusée par la collaboration EHT», explique Frédéric Gueth, chargé de recherche à l’Institut de recherche en astronomie millimétrique (IRAM), un établissement franco-germano-espagnol dont le radiotélescope de 30 mètres du Pico Veleta (Espagne) a participé en avril 2017 aux observations.

Ombres chinoises

Un trou noir étant par nature invisible, ces observations avaient pour but de visualiser l’«ombre» que cet objet cosmique dessine sur le fond rayonnant de la matière surchauffée en cours d’accrétion. Deux candidats se sont dessinés, deux trous noirs supermassifs du centre des galaxies les plus proches: Sagittarius A*, et M87*. Le premier pèse 4,14 millions de masses solaires qui occupe le centre de la Voie lactée à 26 000 années-lumière de la Terre. Le second est un géant de 6,5 milliards de masses solaires, placé au cœur de la galaxie elliptique Messier 87, à 50 millions d’années-lumière de distance dans la constellation de la Vierge.

Observer ces deux points célestes est un véritable défi technique compte tenu de leur taille apparente: moins de 26 microsecondes d’arc, mesure qui représente l’angle occupé par leur ombre sur la voûte céleste vue depuis la Terre. Celui-ci est minuscule: il correspond à l’angle qu’il faudrait pour lire un journal à Paris depuis New York.

Pour observer «l’ombre», les scientifiques ont dû faire appel à un procédé rarement employé à une telle échelle et à une telle longueur d’onde (1,3 millimètre): l’«interférométrie à très longue base» (VLBI). Celle-ci a consisté à faire travailler simultanément durant quatre jours huit observatoires placés en Espagne, aux Etats-Unis, au Mexique, à Hawaï et en Antarctique, puis à croiser leurs données, de façon à produire des images d’une résolution équivalente à celle qu’aurait un seul et unique radiotélescope de 10 000 kilomètres de diamètre. Une opération qui a échoué pour Sagittarius A* mais qui a abouti dans le cas de M87* permettant à l’équipe d’estimer sa taille (22 microsecondes d’arc) et sa masse: entre 5,8 milliards et 7,2 milliards de fois la masse du Soleil, une valeur cohérente avec les estimations précédentes des astronomes…

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