Jamais une telle image n’avait été obtenue. Pour la première fois, on peut observer l’ombre d’un trou noir et son puissant jet de matière sur une seule image. Il s’agit d’ailleurs du trou noir de la galaxie M87, le premier dont on avait vu la « photo ».

Les astronomes ne se lassent pas d’observer les trous noirs. Une nouvelle image issue de leurs observations est unique : pour la première fois, nous avons l’image directe d’un trou noir expulsant un puissant jet, a annoncé l’Observatoire européen austral (ESO) le 26 avril 2023. Auparavant, les scientifiques n’avaient obtenu que des images séparées de la zone proche du trou noir et du jet. Désormais, on les voit simultanément. Une étude a ce sujet a été publiée dans la revue Nature le même jour.

Que voit-on sur cette image de trou noir ?

Sur l’image, on peut distinguer l’ombre d’un trou noir, explique l’ESO. Pas n’importe lequel : il s’agit du trou noir supermassif situé au centre de la galaxie Messier 87 (M87), nommé M87*. Ce colosse de 6,5 milliards de fois la masse du Soleil évolue au cœur de sa galaxie, à 55 millions d’années-lumière de la Terre. M87* est le premier trou noir imagé par l’humanité, dont la photo avait été présentée en 2019.

On observe également un jet. « Les images montrent que le jet brillant sur les bords est connecté au flux d’accrétion du trou noir », lit-on dans cette étude. C’est une observation très importante pour mieux cerner comment les trous noirs arrivent à éjecter de telles structures.

Zoom sur le trou noir M87* et son jet de matière. // Source : R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Zoom sur le trou noir M87*. On distingue aussi son jet de matière. // Source : R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Il semble contre-intuitif de dire qu’un trou noir émet de la matière. Ces objets astrophysiques sont connus pour engloutir tout ce qui passe à proximité d’eux. Pourtant, les trous noirs sont bien capables d’émettre des jets, propulsés à des vitesses impressionnantes et des distances vertigineuses. « La nouvelle image publiée aujourd’hui montre précisément cela pour la première fois : comment la base d’un jet se connecte avec la matière tourbillonnant autour d’un trou noir supermassif », résume l’ESO dans son communiqué.

Vue d'artiste du trou noir et de son jet. // Source : S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Vue d’artiste du trou noir et de son jet. // Source : S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Nouvel aperçu sur « l’une des régions les plus mystérieuses de l’Univers »

Pour observer ce binôme formé par le trou noir et son jet, les scientifiques ont mobilisé plusieurs observatoires, en 2018 : le Global Millimetre VLBI Array (un grand réseau de radiotélescopes en Europe et Amérique du Nord), le Grand réseau d’antennes millimétriques/submillimétriques de l’Atacama (ALMA) et le Greenland Telescope. Ensemble, ces observatoires ont formé l’équivalent d’une immense radiotélescope virtuel, de la taille de notre planète. Les scientifiques peuvent ainsi voir autant de détails dans le voisinage du trou noir M87*.

Les observations ne sont pas finies, la recherche va se poursuivre pour comprendre les jets émis par les trous noirs. Les chercheurs vont regarder encore la région autour de M87*, afin d’analyser le jet de matière qui émerge si près de ce trou noir. Soit, « l’une des régions les plus mystérieuses de l’Univers », selon Eduardo Ros, de l’Institut Max Planck de radioastronomie, l’un des auteurs de la découverte.


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