La gravité d'un trou noir déforme notre vision de son disque d'accrétion. Si l'on pouvait s'approcher de cet objet céleste, que verrions-nous ? De superbes visualisations de la Nasa permettent de s'en rendre compte.

Que verrait-on si l’on pouvait s’approcher près d’un trou noir (ce que la Nasa déconseille fortement dans une vidéo très mignonne) ? La gravité de cet objet céleste est telle que notre vision serait déformée. Le 25 septembre 2019, la Nasa a publié plusieurs images animées pour montrer ce que l’on observerait.

« Sa gravité déforme notre vison et déforme son environnement comme si on le voyait dans un miroir de carnaval », explique l’Agence spatiale américaine. Sur ces images, on peut voir le disque d’accrétion du trou noir, cette structure fine et très chaude (la température d’un trou noir est un paramètre difficile à mesurer) où se trouve la matière qui s’apprête à être absorbée par le trou noir.

Voilà comment notre vision serait tordue par un trou noir. // Source : NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

L’apparence du disque est déformée

« L’extrême gravité du trou noir dévie la lumière émise par différentes régions du disque, produisant cette apparence déformée », poursuit la Nasa. Sur ces images, on voit aussi que la matière en orbite dans ce disque ne tourne pas à la même vitesse, selon qu’elle se trouve très proche ou éloignée du trou noir. C’est pour cela que l’on peut observer des différences de couleur sur le disque d’accrétion.

Le disque apparaît également plus brillant sur son côté gauche. « Le gaz incandescent sur le côté gauche du disque se dirige si rapidement vers nous que les effets de la relativité d’Einstein accroissent sa luminosité ; le contraire se produit du côté droit, où le gaz qui s’éloigne de nous a légèrement moins d’éclat », écrit l’agence spatiale. Pour que cette asymétrie disparaisse, il faut pouvoir regarder le disque en face (comme s’il était à plat). C’est ce qu’on voit dans l’image suivante.

Le même trou noir, en rotation. La vision n’est plus déformée quand le disque apparaît à plat. // Source : NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Autour du trou noir, un anneau de photons

Les visualisations de la Nasa permettent de voir un anneau très fin et lumineux qui semble marquer la frontière du trou noir. On appelle cela un « anneau de photons », précise l’agence spatiale. Il s’agit en fait de plusieurs anneaux, de plus en plus minces au fur et à mesure que l’on s’approche du trou noir. L’agence spatiale ajoute qu’à l’intérieur de cet anneau, on trouve « l’ombre du trou noir, une zone deux fois plus grande que l’horizon des événements — son point de non retour ».

Plusieurs visualisations, dont certaines qui zooment davantage sur cet anneau, ont été publiées par la Nasa. Vous pouvez toutes les voir juste ici. La Nasa a décrété que cette semaine, du 23 au 29 septembre, était la #BlackHoleWeek (« semaine du trou noir »). D’autres superbes représentations de trous noirs pourraient donc être publiées dans les jours à venir. La Nasa a même publié une vidéo très mignonne pour expliquer pourquoi il est déconseillé de visiter un trou noir.

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