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Première image du trou noir au cœur de la Voie lactée

Première image du trou noir supermassif Sgr A* situé au centre de la Voie lactée
Credit: EHT Collaboration
First picture of the supermassive black hole Sgr A* located at the center of the Milky Way.
  • First picture of the supermassive black hole Sgr A* located at the center of the Milky Way.
  • Montage of pictures showing the location of the black hole Sgr A* in the Milky Way.
  • Pictures of supermassive black holes at the center of the galaxy M87 on the left, and the center of the Milky Way on the right. Note that M87’s black hole is in reality 1,600 times bigger than Sgr A*.
Première image du trou noir au cœur de la Voie lactée

Des astronomes travaillant au projet du Event Horizon Telescope (EHT) ont dévoilé la première image du trou noir situé au centre de notre galaxie la Voie lactée. Cette image saisissante est le fruit de 5 ans de travail colossal par plus de 300 scientifiques du monde entier.

Un trou noir supermassif au centre de chaque galaxie

En 2017, les astronomes de l’EHT ont observé le centre de la Voie lactée, ainsi que la galaxie lointaine M87. Cette dernière abrite l’un des plus grands trous noirs supermassifs connus jusqu’à maintenant. Après deux ans d’effort, la première image d’un trou noir, celui de la galaxie M87, était révélée.

Le travail pour traiter les données du centre de la Voie lactée a été beaucoup plus complexe. Le centre de notre galaxie est situé à 27 000 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Sagittaire. En analysant le mouvement des étoiles de cette région pendant plusieurs années, les astronomes ont déduit qu’un objet invisible, très dense et très massif, occupait le centre de notre galaxie. Nommé Sagittarius A* (Sgr A*), cet objet est une source d’émission d’ondes radio importante.

Qu’est-ce qu’un trou noir?

Les trous noirs sont des objets célestes extrêmement denses desquels rien ne peut s’échapper – même la lumière! – à cause de l’énorme gravité qu’ils génèrent. Ils sont très difficiles à observer, car ils n’émettent aucune lumière.

Il est donc impossible d’observer directement un trou noir, car il est complètement sombre. Cependant, ce monstre céleste absorbe le gaz qui s’approche trop près de lui en formant un anneau brillant. En tournant à grande vitesse, le gaz s’échauffe et émet de la lumière. Lorsque le gaz franchit une région appelée l’horizon des événements, il est inexorablement capturé par le trou noir en créant une zone sombre au centre de l’anneau.

Le trou noir Sagittarius A*

Sagittarius A* est un petit trou noir supermassif, dont la masse est 4 millions de fois plus grande que celle du Soleil, comparativement à celui de M87, qui fait 6,5 milliards de masses solaires. L’anneau entourant Sgr A* étant beaucoup plus petit, la matière qui tourne à l’intérieur boucle un tour en quelques minutes seulement. Les images prises par les télescopes de l’EHT étaient très différentes les unes des autres, un peu comme lorsqu’on photographie un chiot qui court après sa queue.

Il a donc été très difficile d’analyser et de conjuguer les milliers de photos de Sgr A* prises par les télescopes pour en faire une seule image claire. Les scientifiques ont dû utiliser des superordinateurs et compiler des milliers de simulations théoriques d’images de trous noirs pour les comparer aux observations.

C’est ce qui a été dévoilé le 12 mai 2022. Et déjà, le résultat obtenu fascine les astronomes.

Étudier les trous noirs

On remarque d’abord qu’à l’instar de M87, l’image de Sgr A* s’accorde admirablement bien à la théorie de la relativité générale d’Einstein. Par ailleurs, les images des trous noirs supermassifs de Sgr A* et de M87 ont la même morphologie.

Ces deux exemples vont permettre aux astronomes d’étudier la façon dont la matière est absorbée par un trou noir et comment la gravité se comporte dans un environnement aussi extrême.

Une nouvelle campagne d’observation des télescopes de l’EHT a été effectuée en mars 2022. Ces données supplémentaires permettront de raffiner les images obtenues et d’étudier le rôle des trous noirs supermassifs dans la formation et l’évolution des galaxies.

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