Là, c'est le trou noir supermassif M87*. (Collaboration EHT) Pas d'arrêt. Faites défiler vers le haut. Regardez cette image. Arrêtez de faire défiler vers le bas et regardez à nouveau. Ce que vous regardez, c'est l'histoire. C'est la toute première image directe, jamais, de l'horizon des événements d'un trou noir .
C'est à 55 millions d'années-lumière, et c'est le trou noir supermassif au centre d'une galaxie elliptique géante appelée M87. Cette chose est énorme - environ 6,5 milliards de fois la masse du Soleil.
N'est-ce pas juste glorieux ?
Ce que vous regardez est le premier résultat du Event Horizon Telescope (EHT), une collaboration mondiale qui a transformé les radiotélescopes du monde entier en un seul télescope géant, expressément pour découvrir à quoi ressemble un trou noir, dans la vraie vie.
Magnifiquement, ilcorrespond aux prédictionsdatant de plusieurs décennies. Ça y est. Nous savons maintenant, pour un fait, que les objets astrophysiques qui n'étaient qu'une théorie il y a à peine 50 ans sont vraiment ce que les astronomes et les physiciens pensaient qu'ils étaient.
Supermassif trous noirs exister. Et nous pouvons les regarder.
'La confrontation de la théorie aux observations est toujours un moment dramatique pour un théoricien', a déclaré l'astrophysicien Luciano Rezzolla de la Goethe Universität en Allemagne.
'Ce fut un soulagement et une source de fierté de réaliser que les observations correspondaient si bien à nos prévisions.'
Il ressemble un peu à un orange flou café tache, mais voici ce que nous regardons. Au milieu se trouve l'ombre du trou noir. Nous ne pouvons pas réellement voir le trou noir lui-même, car son immense gravité ne permet à aucun rayonnement détectable de s'échapper, il apparaît donc comme un espace opaque.
Autour de lui se trouve le disque d'accrétion. Le trou noir supermassif de M87 est actif, ce qui signifie qu'il est entouré d'un énorme disque d'accrétion de gaz et de poussière très chauds et tourbillonnants qui tombe lentement dans le trou noir. Ce disque émet beaucoup de rayonnement.
Gros plan de l'observatoire de rayons X Chandra sur le noyau de la galaxie M87. (NASA/CXC/Université Villanova/J. Neilsen)
Parce que le disque tourne, il apparaît plus lumineux là où il se dirige vers nous et plus sombre là où il s'éloigne. Cet effet a été prédit par la théorie d'Einstein relativité générale .
L'image n'a pas une résolution suffisamment élevée à ce stade pour mesurer la vitesse de rotation, mais l'équipe EHT, qui a observé l'objet pendant quatre jours, a pu dire qu'il tournait dans le sens des aiguilles d'une montre.
«Une fois que nous étions sûrs d'avoir imagé l'ombre, nous pouvions comparer nos observations à des modèles informatiques étendus qui incluent la physique de l'espace déformé, de la matière surchauffée et des champs magnétiques puissants. De nombreuses caractéristiques de l'image observée correspondent étonnamment bien à notre compréhension théorique,' dit Paul T.P. Ho de l'Observatoire de l'Asie de l'Est.
'Cela nous rend confiants quant à l'interprétation de nos observations, y compris notre estimation de la masse du trou noir.'
Les futures analyses des données - qui sont toutes rendues publiques - pourraient révéler plus de détails, tels que le degré de correspondance de l'image avec les prédictions de la relativité générale. Cela pourrait également aider les astrophysiciens à comprendre les mécanismes qui produisent leénormes jets relativistesqui tirent des trous noirs actifs.
Vue d'artiste de M87*, montrant le jet relativiste et la matière surchauffée qui l'entoure. ( ESO/M. kornmesser )
L'image n'est pas super claire, il y a donc des effets que nous ne pouvons pas voir - comme un effet relativiste appelé cadre-glisser , ce qui se produit lorsque le trou noir tourne. Comme il tourne, parce que sa gravité est si intense, il entraîne l'espace-temps avec lui.
'Cela a été compris comme un effet de la relativité générale pendant très longtemps, mais cela ne devient mesurable que si vous êtes vraiment proche de l'horizon des événements d'un trou noir', a déclaré l'astrophysicien théoricien Philip Hopkins de Caltech, qui n'était pas impliqué. avec la recherche, a déclaré Energyeffic.
'Et si nous pouvons le mesurer, non seulement c'est un test super intéressant de ce régime étrange de relativité, mais cela vous donne également des informations vraiment intéressantes.' Si le trou noir tourne, cela vous indique son moment cinétique, ce qui vous indique tout ce qu'il a dû avaler pour se créer en premier lieu.
En d'autres termes, une observation directe super détaillée d'un trou noir pourrait nous dire comment les trous supermassifs deviennent si supermassifs.
Mais tout cela n'est que le début. Ce n'est que la toute première image. Et nous pouvons difficilement sous-estimer le travail incroyable qui y a été consacré.
Les emplacements de certains des télescopes EHT, ainsi que les longues lignes de base entre eux. (ESO/L. Calçada)
'Honnêtement, à certains égards, la chose la plus impressionnante dans tout son sérieux est simplement la réalisation technique impliquée, et pas seulement ce que vous en apprenez', a déclaré Hopkins.
'Être capable d'imager n'importe quoi astrophysiquement à ce genre de résolution est assez époustouflant.'
Il y a une autre image directe sur laquelle la collaboration EHT travaille actuellement, celle du Sagittaire A*, le trou noir au centre de la Voie lactée - et elle devrait être prête bientôt,selon l'annonce que nous avons entendue aujourd'hui.
De futures observations sont également prévues. Nous sommes sur le point de voir le couvercle levé sur ces objets mystérieux comme jamais auparavant. La science des trous noirs ne sera plus jamais la même.
Six articles ont été publiés dans Les lettres du journal astrophysique . Nous ne pouvons pas attendre que les centaines arrivent.