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11 avril 2017 |
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La première
cartographie d'un trou noir est en cours de réalisation |
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Bien sûr, un trou noir est par définition
impossible à apercevoir directement. Mais ce n'est pas le cas de ce
que les astronomes nomment l' "horizon des évènements", c'est-à-dire
son "bord", la fine limite entre l'intérieur de l'astre et l'espace
environnant.
Pour cette réalisation, le télescope Event Horizon (EHT) a été créé.
Il consiste en un défi technique et logistique de taille, combinant
le Large Millimeter Telescope (LMT), l'instrument en ondes
millimétriques le plus sensible au monde, avec des télescopes situés
à Hawaii, en Arizona, au Pôle Sud, au Chili et en Espagne pour une
observation coordonnée s'étalant entre le 4 et le 14 avril 2017. Un
projet gigantesque, puis qu'il consiste tout simplement à
synthétiser, par interférométrie, l'ensemble de la Terre en un
télescope géant.
L’objectif est d’avoir les premières images de l’horizon des
événements et pour tenter de déterminer sa masse. C’est la meilleure
expérience pour tester les limites des lois physiques dans des
environnements extrêmes selon Gopal Narayanan, professeur de
recherche astronomique à l’université de Massachusetts Amherst.
Une collaboration qui, l'espère-t-on, permettra d'obtenir une image
de l'horizon des évènements du trou noir Sagittarius A, situé au
centre de notre galaxie, la Voir Lactée.
Ce trou noir possède une masse qui équivaut à 4 millions de fois à
celle du soleil et il est situé à 26.000 années-lumière de la Terre.
À cette distance, l’horizon des événements de Sagittarius A
représente approximativement la taille d'un pamplemousse posé à la
surface de la Lune…
En utilisant la rotation de la Terre et en alignant chaque télescope
sur le même objet, avec des dizaines d’heures d’échantillonnage de
leur courbure, les scientifiques simuleront l'observation au moyen
d’un seul télescope gigantesque. Cette stratégie de combiner
plusieurs télescopes pour avoir une seule antenne, connue comme
l’interférométrie à très grande ligne de base (VLBI), n’est pas
nouvelle. On l’utilise depuis des décennies, mais c’est la première
que des VLBI en ondes millimétriques atteignent une taille aussi
colossale.
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Le type d'image
qui pourrait être obtenu de l'horizon des évènements d'un trou noir
par le dispositif Event Horizons. |
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Pourquoi observer l’horizon des évènements
d’un trou noir ?
Relativité générale et mécanique quantique se combinent forcément
dans une théorie fondamentale unifiée, qui n'a pas encore été
découverte. Et le seul endroit actuellement identifié où cette
unification est observable se situe précisément dans l'horizon des
évènements, entre le trou noir lui-même, où la relativité générale
ne fonctionne pas, et l'espace environnement, qui y est soumis tout
comme nous. Savoir jusqu'où exactement fonctionne la relativité
générale, et éventuellement ce qui se passe ensuite, pourrait faire
faire un bond de géant dans la connaissance de la matière et de
l'Univers.
Certes, le télescope Event Horizon n’est pas uniquement conçu pour
avoir une image qui va faire le tour du monde, mais pour déterminer
la forme et la dimension de cet horizon, dont on sait qu'elles ont
des effets très importants sur la masse et le spin du trou noir.
Un autre objectif du télescope Event Horizon est d’étudier la
physique de l’accrétion qui est le processus par lequel le trou noir
attire la matière avoisinante. On a ainsi une bande plate de matière
en rotation autour de l’horizon des événements qu’on appelle un
disque d’accrétion. Les scientifiques veulent comprendre le début et
le comportement des grands jets de plasma qui sont lancés par les
trous noirs au centre de la plupart des galaxies. On pourra
également explorer l’hypothèse connue comme le paradoxe de
l’information, une hypothèse émise par Stephen Hawking selon
laquelle la matière qui tombe dans le trou noir ne peut pas être
définitivement perdue et qu’elle fuite d’une manière ou d’une autre.
Pendant cette observation de 10 jours, le télescope Event Horizon
prendra aussi une image du trou noir supermassif au centre de
Messier 87, une galaxie géante elliptique est beaucoup plus
lointaine que le centre de la Voie lactée, mais qui possède une
masse équivalent à 6 millions de masses solaires, et donc
vraisemblablement beaucoup plus volumineux.
Jean Etienne
Source principale :
Event Horizon
Telescope
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Photographie de
Sagittarius A* (au centre) et de deux échos lumineux provenant d'une
explosion récente (entourés). |
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