Zoom sur le trou noir et le jet de Messier 87. Crédit : ESO/L. Calçada, Digitized Sky Survey 2, ESA/Hubble, RadioAstron, De Gasperin et al., Kim et al., R. Lu et E. Ros (GMVA), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF).
Les astronomes ont dévoilé aujourd’hui de nouvelles images du trou noir au centre de la galaxie M87, montrant à la fois une version plus moelleuse de l’anneau lumineux du trou noir et son puissant jet ensemble dans la même image pour la première fois. Le télescope Event Horizon (EHT) a photographié le trou noir pour la première fois en 2017 ; cette nouvelle image est basée sur les données collectées par le Global Millimeter VLBI Array (GMVA), qui a capturé les émissions radio dans une longueur d’onde légèrement différente mais scientifiquement significative. Les détails des nouvelles données d’observation, des méthodes de traitement d’image et des simulations informatiques associées sont décrits dans un nouvel article publié dans la revue Nature.
« C’est la première image où nous pouvons déterminer où se trouve l’anneau par rapport au puissant jet s’échappant du trou noir central », a déclaré le co-auteur Kazunori Akiyama de l’observatoire Haystack du MIT, qui a développé le logiciel d’imagerie utilisé pour visualiser le trou noir. « Maintenant, nous pouvons commencer à aborder plus profondément des questions telles que la façon dont les particules sont accélérées et chauffées et de nombreux autres mystères autour du trou noir. »
Comme nous l’avons signalé précédemment, l’EHT est en fait une collection de télescopes dispersés dans le monde entier, y compris du matériel d’Hawaï à l’Europe et du pôle Sud au Groenland. Le « télescope » est créé par un processus appelé interférométrie, qui utilise la lumière capturée à différents endroits pour construire une image avec une résolution qui est l’équivalent d’un télescope géant (un télescope si grand, c’est comme s’il était aussi grand que la distance entre les emplacements les plus éloignés des télescopes individuels).
Les scientifiques travaillant sur l’EHT ont fait la une des journaux mondiaux en 2019 lorsqu’ils ont dévoilé la première image directe du trou arrière au centre de la galaxie M87. Deux ans plus tard, les chercheurs de l’EHT ont publié une nouvelle image du même trou noir, montrant cette fois à quoi il ressemblait en lumière polarisée. La capacité de mesurer cette polarisation pour la première fois – une signature des champs magnétiques au bord du trou noir – a donné un nouvel aperçu de la façon dont les trous noirs engloutissent la matière et émettent de puissants jets à partir de leurs noyaux. Les astronomes ont également pu cartographier les lignes de champ magnétique au niveau du bord intérieur et étudier l’interaction entre la matière entrant et soufflée vers l’extérieur.
Et plus tôt ce mois-ci, quatre membres de la collaboration EHT ont appliqué une nouvelle technique d’apprentissage automatique, baptisée PRIMO (modélisation interférométrique à composants principaux), aux données originales de 2017, donnant à cette célèbre image sa première cure de jouvence. PRIMO a analysé plus de 30 000 images simulées de trous noirs accrétant du gaz, en tenant compte de nombreux modèles différents expliquant comment cette accrétion de matière se produit. Les modèles structurels ont été triés en fonction de leur fréquence d’apparition dans les simulations, et PRIMO les a ensuite mélangés pour produire une nouvelle image haute fidélité du trou noir.