Le seul trou noir que nous ayons jamais vu a une ombre qui vacille

Une simulation du disque d'accrétion du trou noir supermassif M87*. EHT / Hotaka Shiokawa

Il y a plus d'un an, des scientifiques ont déclenché quelque chose d'incroyable sur le monde : le première photo d'un trou noir jamais prise . En rassemblant des observations de radioastronomie faites avec des paraboles sur quatre continents, la collaboration connue sous le nom de télescope Event Horizon a réussi à regarder à 53 millions d'années-lumière et à regarder un trou noir supermassif, qui fait 6,5 millions de fois la masse du soleil et se trouve au centre de la galaxie Messier 87 (M87). L’image historique enflammée montrait un croissant lumineux de gaz et de débris ultra-chauds en orbite autour de l’horizon des événements du trou noir, le point de non-retour central d’un noir absolu qui piège tout ce qui passe, même la lumière.

L'équipe EHT venait de réaliser l'une des réalisations les plus impressionnantes de l'histoire de l'astronomie, mais ce n'était que le début. Mercredi, les membres de la collaboration EHT ont publié de nouvelles découvertes dans le Journal astrophysique sur le trou noir supermassif de M87 (connu sous le nom de M87 *), révélant deux nouvelles informations majeures.

Premièrement, le diamètre d'ombre de l'horizon des événements ne change pas avec le temps, ce qui est exactement ce que prédit la théorie de la relativité générale d'Einstein pour un trou noir supermassif de la taille de M87*. Cependant, la deuxième idée est que le croissant lumineux qui orne cette ombre est loin d'être stable : il vacille. Il y a tellement de matière turbulente autour de M87* qu'il est logique que le croissant s'énerve et s'agite. Mais le fait que nous puissions l'observer au fil du temps signifie que nous disposons désormais d'une méthode établie pour étudier la physique de l'un des types d'environnement les plus extrêmes de l'univers entier.

Nous voulons comprendre la physique dans les conditions extrêmes à proximité d'un trou noir et découvrir comment le trou noir interagit avec la matière dans son environnement immédiat, explique Maciek Wielgus, astronome au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et auteur principal. de la nouvelle étude. Étudier la dynamique de l'apparence en forme de croissant d'un trou noir est un moyen de sonder cet environnement fascinant.

Avant l'EHT, les scientifiques ne disposaient pas des outils sensibles nécessaires pour étudier les changements structurels que subit un trou noir. C'était comme regarder un film avec une résolution de 1 pixel, dit Wielgus. Vous voyez que la luminosité change avec le temps - il se passe clairement quelque chose là-bas - mais bonne chance pour comprendre de quoi parle le film.

Télescope d'horizon d'événement

Les nouvelles découvertes ne font pas de nouvelles observations de M87 *, mais caractérisent plutôt le croissant d'ombre à travers une nouvelle analyse des données collectées de 2009 à 2013 pendant les premiers jours de l'EHT, combinées avec l'ensemble de données de 2017 qui a conduit à l'image du noir. trou en premier lieu. Les données plus anciennes étaient moins détaillées en raison de contraintes logicielles et d'un matériel plus limité, mais elles couvraient une période plus longue. Pendant ce temps, le nouvel ensemble de données ne comprenait que quatre observations de M87 * sur une semaine, mais il était beaucoup plus riche et plus nuancé. Wielgus et son équipe ont pu utiliser les détails des nouvelles données pour combler les lacunes des anciennes, car vous pouvez ajouter un nouveau filtre correctif à une ancienne photo pour la rendre plus nette. Bam - ils avaient un time-lapse de haute qualité de M87 *, sur des échelles de temps s'étendant sur plusieurs semaines.

L'EHT traite toujours les observations de 2018 et prévoit d'effectuer de nouvelles observations de M87 l'année prochaine, en utilisant 10 télescopes au total. Ces observations, qui impliqueront une étude plus approfondie du croissant, pourraient révéler de nouvelles informations sur le spin d'un trou noir, la force de son champ magnétique et la microphysique du plasma de la matière environnante. À leur tour, les chercheurs espèrent que ces informations pourront faire partie d'un ensemble de travaux plus vaste qui résoudra le mystère derrière certains des phénomènes les plus fous impliqués dans les trous noirs supermassifs, comme ce qui entraîne l'éjection de matière hautement ionisée de leur centre.

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