Zoomez pour notre premier regard sur le trou noir au centre de notre Voie lactée, gracieuseté de la collaboration Event Horizon Telescope.
Au cœur de notre galaxie, la Voie lactée, se cache un trou noir supermassif de plus de quatre millions de fois la masse de notre Soleil. Les scientifiques de la collaboration internationale Event Horizon Telescope (EHT) ont maintenant produit la première image de ce trou noir, montrant qu’il a une structure en anneau. La collaboration a fait l’annonce lors d’une conférence de presse diffusée en direct ce matin depuis le siège de l’Observatoire européen austral à Munich, en Allemagne, ainsi que de nombreuses autres conférences de presse simultanées à travers le monde. Six articles sur la recherche ont été publiés dans un numéro spécial de The Astronomical Journal Letters.
En 1933, le physicien Karl Jansky a remarqué un signal radio provenant de quelque part dans la constellation du Sagittaire, près du centre de notre galaxie de la Voie lactée, qu’il a surnommée Sagittaire A. Des recherches ultérieures ont révélé que la source avait en fait plusieurs composants qui se chevauchaient, dont l’un (identifié en 1974) était particulièrement lumineux et compact. Il a été nommé Sagittarius A * (prononcé A-star). Il est ainsi nommé parce que (selon le co-découvreur Robert Brown) la source radio était « excitante », et en physique, les états excités des atomes sont indiqués par un astérisque. Les physiciens sont convaincus depuis les années 1980 que la composante centrale du Sagittaire A* – et la source de toutes ces émissions radio – était probablement un trou noir supermassif, semblable à ceux que l’on pense être au centre de la plupart des galaxies spirales et elliptiques.
La seule façon de « voir » un trou noir est d’imager l’ombre créée par la lumière lorsqu’elle se courbe en réponse au puissant champ gravitationnel de l’objet. Comme John Timmer d’Ars l’a rapporté en 2019, l’EHT n’est pas un télescope au sens traditionnel. Au lieu de cela, c’est une collection de télescopes dispersés dans le monde entier. L’EHT est créé par interférométrie, qui utilise la lumière dans le régime micro-ondes du spectre électromagnétique, capturée à différents endroits. Ces images enregistrées sont combinées et traitées pour construire une image avec une résolution similaire à celle d’un télescope de la taille des emplacements les plus éloignés. L’interférométrie a été utilisée dans des installations comme ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), où les télescopes peuvent être répartis sur 16 km de désert.
ESO/N. Bartman/A. Broderick/CK Chan/D. Psaltis/F. Ozel
En théorie, il n’y a pas de limite supérieure à la taille du réseau, mais pour déterminer quels photons proviennent simultanément de la source, vous avez besoin d’informations de localisation et de synchronisation très précises sur chacun des sites. Et vous devez encore rassembler suffisamment de photons pour voir quoi que ce soit. Des horloges atomiques ont donc été installées à de nombreux endroits et des mesures GPS exactes ont été accumulées au fil du temps. Pour l’EHT, la grande zone de collecte d’ALMA – combinée au choix d’une longueur d’onde dans laquelle les trous noirs supermassifs sont très brillants – a assuré suffisamment de photons. Le résultat est un télescope qui peut faire l’équivalent de lire l’année estampillée sur une pièce de monnaie à Los Angeles depuis New York, en supposant que la pièce brillait aux longueurs d’onde radio.