Oublions les simulations numériques qui nous présentaient jusque-là des images reconstituées de trous noirs ! Place à la vraie photo pour la première fois. A 15h exactement, l’équipe a dévoilé à l’échelle mondiale la première photo de M87*, le trou noir supermassif au cœur de la galaxie M87, situé à 55 millions d’années-lumière de la Terre dont la masse équivaut à 6,5 milliards de masses solaires.
Première image de l’ombre d’un trou noir : le trou noir supermassif du centre de la galaxie M87, observé par le réseau EHT. © The EHT collaboration
Un projet fou pour obtenir la première image d'un trou noir
Pour obtenir cette première photo, il a fallu mettre en réseau pas moins de huit radiotélescopes répartis à travers le Globe pour former dès 2006 un projet fou, celui d’un télescope virtuel grand comme la Terre dont l’objectif était bien clair dès le départ : essayer d’obtenir des photos des trous noirs. Treize ans après, c’est fait ! Mais rassembler les données pour en faire une photo a pris tout de même deux longues années, tenant en haleine les curieux du ciel et les astrophysiciens eux même. Il a fallu en effet attendre quatre jours d’une atmosphère limpide – car la vapeur d’eau absorbe aussi les ondes millimétriques, la même longueur d’onde que celle utilisée pour les observations.
Deux trous noirs candidats
En avril 2017, une telle aubaine se présentait et les huit radiotélescopes, chacun muni de leur horloge atomique interne, ont pu se tourner vers le trou noir exactement en même temps, à un dix millième de milliardième de seconde près. Deux candidats étaient en vue : M87* et SgrA* (Sagittarius A*), le trou noir supermassif de notre galaxie, la Voie Lactée, situé "seulement" à 25.000 années-lumière mais 1700 fois moins massif. En effe , Sgr A* a une masse de 4 millions de fois celle du Soleil, "seulement". Finalement, après deux années de traitement de données, voici pour la première fois M87*, un vrai trou noir en vrai photo. Reste maintenant à améliorer le système pour que d’autres trous noirs se laissent tirer le portrait
Questions à Roberto Neri, astrophysicien à l’Institut de radioastronomie millimétrique à Grenoble et un des 200 signataires de l'article
Sciences et Avenir : Finalement, après deux années d’attente, la première photo est celle de M87. Pourquoi pas Sgr A* ?
Robert Neri : Le trou noir supermassif de notre galaxie a beau être beaucoup plus près de nous, il est aussi moins massif et donc développe moins d’énergie gravitationnelle. De plus petite taille, il varie toutes les quelques minutes. À cause de cette variabilité, nous avons besoin de plus de temps et des études plus précises pour obtenir son image
Comment expliquer la forme de cette image ?
Il faut avoir à l’esprit les effets d’un champ gravitationnel intense sur la lumière, tel que prédits par les travaux d’Einstein. En effet, la gravité d’un objet massif dévie la lumière comme le ferait une lentille. C’est le cas à chaque fois qu’un astre massif se trouve sur la ligne de visée entre l’observateur et une étoile lointaine. La lumière de l’étoile est déviée et son image paraît déformée. Un trou noir est une lentille gravitationnelle très intense et de ce fait provoque des phénomènes surprenants : par exemple, la lumière émise derrière le trou noir est redirigée par le champ gravitationnel vers l’observateur sur Terre, ce qui nous permet de voir le disque derrière le trou noir. De même, à cause de la rotation du disque et du trou noir, l’image semble asymétrique.
Quelle est l’étape d’après ?
L’étape d’après est d’observer à une longueur d’onde plus petite (0,80 mm au lieu de 1,3 mm) pour améliorer encore la résolution angulaire de 35% et atteindre ainsi 15 microsecondes d’arc, soit la taille qu’aurait une bille à jouer posée sur la Lune, vue depuis la Terre.
