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Voici la première photo de Sagittarius A*, preuve d’un trou noir supermassif au centre de notre galaxie

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12 mai 2022 à 09:40 - mise à jour 12 mai 2022 à 14:05Temps de lecture3 min
Par Adeline Louvigny

L’Observatoire européen austral (ESO) et l’Event Horizon Telescope (EHT) ont dévoilé ce jeudi, en direct sur YouTube, une photo inédite de Sagittarius A*, le trou noir au centre de la Voie Lactée,

Jusqu’à présent, la présence d’un trou noir au centre notre galaxie était suspectée par la communauté scientifique, sans pour autant être formellement validée. Cette photo en est la preuve directe.

La première photo de Sagittarius A* (Sgr A*), le trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée —
La première photo de Sagittarius A* (Sgr A*), le trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée — EHT Collaboration

"Pendant des décennies, nous savions qu’un objet très dense se trouvait au cœur de notre galaxie, qui est 4 millions de fois plus massif que notre soleil. Aujourd’hui, à ce moment précis, nous avons la preuve formelle que cet objet est un trou noir" a déclaré, avec émotion, Sara Issaoun, astrophysicienne à la NASA.

"Le trou noir se trouve au centre de cette image, où son centre gravitationnel est si fort que la lumière elle-même ne peut s’en échapper. Seule l’obscurité demeure. On appelle cette région la "silhouette" du trou noir, qui est entourée de gaz très chauds, qui tourbillonnent autour du trou noir. Ce gaz émet des ondes radio, et c’est ce qui est observé par le réseau de télescopes EHT. Ce sont donc ces ondes radio qui créent le cercle que l’on peut voir autour."

Pour comprendre l’exploit réalisé par l’EHT en photographiant ce trou noir à cette résolution, Sara Issaoun fait la comparaison à un donut, situé sur la lune, observé depuis la Terre. "En réalité, Sagittarius A* est aussi grand que l’orbite de la planète Mercure autour du soleil. Il est situé à 27.000 années-lumière."

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Comparaison entre les trous noirs Sgr A* et M87*

Cette photo a également permis de mesurer la masse de Sagittarius A* (qui est fonction de sa taille), ce qui a pu confirmer les prédictions données selon la théorie de la relativité d’Einstein. La comparaison entre ce trou noir et celui de la galaxie M87, bien plus grand, permet également aux scientifiques de confirmer que, peu importe leur taille ou environnement, les mêmes mécanismes physiques s’appliquent aux trous noirs : "Une fois que l’on arrive aux frontières d’un trou noir, la gravité prend le dessus" a conclu Sara Issaoun.

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L'union des télescopes fait la force

Position des télescopes du réseau EHT.
Position des télescopes du réseau EHT. © Tous droits réservés

L’Event Horizon Telescope est un réseau de onze télescopes à travers le monde, dont l’objectif est d’observer les trous noirs, en les photographiant avec la meilleure résolution possible. Un sacré défi, un trou noir étant une région de l’espace-temps, où rien, pas même la lumière ne peut s’échapper. Soit un objet céleste qui n’émet pas de lumière.

En 2019, l’EHT réalise une grande avancée, en prenant la première photo d’un trou noir, celui situé au centre de la galaxie M87. Plus précisément, on a pu voir sa “silhouette”, l’ombre créée par la courbe gravitationnelle de la lumière sous l’influence d’une gravité extrême.

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Comment ont-ils réussi à photographier un trou noir situé à 55 millions d’années-lumière de la Terre ? Pris séparément, nos télescopes terriens en sont incapables. La résolution d’une image d’un télescope dépend de sa taille. Actuellement, les plus grands télescopes terriens ont un diamètre qui tourne autour des 10m, et un télescope de 40m (modestement nommé “Extremely Large Telescope”), soit 16 fois plus puissant que ses prédécesseurs, est en construction au Chili.

Mais heureusement, il existe l’interférométrie. Ce système permet de créer un télescope virtuel géant, né de l’association de télescopes “matériels”, avec ce principe qu’en combinant deux télescopes, on obtient une résolution équivalente à la distance qui les sépare. En d’autres mots, plus deux télescopes sont éloignés l’un de l’autre, plus la résolution est grande. Et plus on combine de télescopes, plus on obtient une image détaillée. Ainsi, pour le trou noir de M87, l’EHT a réussi à créer l’équivalent d’un télescope de 10.000km de diamètre (soit un quart de la circonférence de la Terre quand même), en recombinant près de 4 millions de gigabits de données venant des télescopes matériels.

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