La première image d'un trou noir révélée

En avril 2017, huit télescopes répartis sur le globe ont ciblé simultanément deux trous noirs supermassifs, c'est-à-dire des trous noirs ayant une masse d'un ou plusieurs millions de fois celle de notre Soleil. La synchronisation de ces différents télescopes a permis d’obtenir un radiotélescope d'environ 10 000 kilomètres de diamètre.

L’objectif : pouvoir réaliser une image de ces monstres galactiques, dont l'un est localisé au sein de notre galaxie (Sagittarius A) et le second dans la grande galaxie de l’elliptique M87.

Au bout de deux ans de traitement d'une quantité faramineuse de données, les astronomes du projet Event Horizon Telescope (EHT) ont présenté leurs résultats à l’ensemble de la communauté scientifique.

Qu’est-ce qu’un trou noir ?

Théorisés pour la première fois dans la relativité générale d’Einstein, les trous noirs n’ont toutefois jamais été observés. La raison de cette invisibilité ? Les trous noirs sont, par définition, inobservables. Les adjectifs « noir » ou « sombre » en astronomie sont attribués à ces objets cosmiques inobservables (comme par exemple l’énergie sombre/noir qui correspondrait à l’expansion de l’univers).

Les trous noirs sont considérés comme des zones d'où aucune matière ne peut s’échapper : le trou noir absorbe absolument tout dans son champ gravitationnel en raison de sa très grande masse. Tout ce qui finit par se trouver dans son champ d’action (aussi appelé horizon des événements) disparaît, que ce soit les planètes, les étoiles et même la lumière. Et sans la lumière qui nous parvient d’un phénomène, ce dernier reste inobservable.

Comment peut-on avoir une image d’un trou noir ?

Toutefois, il n’est pas tout à fait exact de dire qu’un trou noir est stricto sensu inobservable. Il ne l’est pas « directement ». En revanche, la matière qu’il absorbe dans son champ d’action est tellement chauffée qu’elle émet un rayonnement X qui est visible par nos instruments d’observation. Il s’agit du disque d’accrétion autour du trou noir. Ainsi, un trou noir peut être visible indirectement par la matière chauffée qu’il absorbe.

C’est ce que les astronomes de ce projet ont présenté ce mardi : une image de cette matière prisonnière de ces trous noir supermassifs avant qu’elle ne disparaisse.

Quelles conséquences ?

Réussir à réaliser l'image d'un trou noir est une première mondiale. Au-delà de cette performance, cette découverte fournit une preuve supplémentaire de la relativité générale d’Einstein pour comprendre notre cosmos et faire avancer notre compréhension de l'Univers.

Voici la fameuse image présentant le trou noir supermassif de la galaxie Messier 87 :

© Event Horizon Telescope

Ce trou supermassif se trouve à 55 millions d'années lumières de nous. Ce cliché constitue donc une très grande prouesse scientifique.

Pour vous donner une idée du monstre, il fait à peu près 6,5 millards de fois la masse de notre Soleil, et 1700 fois la masse du trou noir supermassif qui se trouve au centre de notre galaxie, Sagittarius A.