Afin d'étudier encore plus précisément les trous noirs, des scientifiques suggèrent une piste. Il faudrait que les travaux de l'Event Horizon Telescope, qui a imagé le trou noir M87* pour la première fois, portent sur l' « anneau de photons » de ces objets.

Il y a presque un an, la première image d’un trou noir était présentée. Pour obtenir une image encore plus précise, des scientifiques préconisent aujourd’hui de s’intéresser au système de « sous-anneaux » des trous noirs. Il pourrait ainsi être possible d’obtenir des mesures encore plus détaillées sur un trou noir imagé. Ils développent cette piste de recherche dans un article de la revue Sciences Advances publié le 18 mars 2020.

C’est M87*, le trou noir supermassif situé au centre de la galaxie Messier 87, qui a été imagé en avril 2019. La photo, visible ci-dessous, montre un anneau brillant : il s’agit de l’horizon des événements du trou noir (sa frontière). « La relativité générale prédit que dans cette image se trouve un mince ‘anneau de photons’ », écrivent les auteurs de l’étude. Cet anneau serait lui-même composé de « sous-anneaux », qui s’approchent de l’ombre du trou noir. Étudier la signature de ces éléments offrirait une opportunité pour mesurer précisément « la masse et la rotation du trou noir » et pour tester la relativité générale.

Le trou noir M87*, le premier à avoir été imagé. // Source : Wikimedia/CC/ESO (photo recadrée)

L’image obtenue par l’Event Horizon Telescope (EHT, un vaste réseau de radiotélescopes terrestres) a offert l’opportunité aux scientifiques d’en savoir un peu plus sur la « sous-structure complexe dans l’anneau ». Les auteurs proposent d’utiliser la technique de l’interférométrie, qui permet d’obtenir des mesures très précises grâce à des interférences lumineuses. Cette méthode permettrait selon eux d’observer les fameux « sous-anneaux » d’un trou noir.

Étendre le réseau de l’EHT dans l’espace

Pour réussir à faire de telles observations, il faudrait envisager d’apporter des améliorations au projet de l’Event Horizon Telescope. Une solution serait d’étendre la place occupée par ce réseau, en ajoutant des installations jusque dans l’espace. Les auteurs proposent plusieurs scénarios, dont l’utilisation d’une station en orbite terrestre basse, d’une station lunaire ou même d’une station placée sur l’orbite de la Terre autour du Soleil. La proposition est donc ambitieuse.

Obtenir des éléments comme la masse et la rotation d’un trou noir, par l’intermédiaire de ces anneaux, serait une avancée essentielle pour les scientifiques. « Une fois que vous connaissez ces deux paramètres du système, vous savez tout ce qu’il y a à savoir sur le trou noir », commente Michael D. Johnson, astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et co-auteur de l’étude, cité par Space.com.

Les scientifiques pensent que cette piste pourrait servir pour continuer à observer les deux trous noirs sur lesquels s’est concentré l’EHT : M87*, ainsi que Sagittarius A*, le trou noir de la Voie lactée.

Crédit photo de la une : ESA/XMM-Newton/I. de la Calle

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