Mis à jour le 11 avril à 16 h 40 ET.
Hier, les Terriens ont d'abord posé les yeux sur une image réelle d'un trou noir - transformant ce qui ne vivait que dans nos imaginations collectives en réalité concrète.
L'image représente un anneau asymétrique de couleur orange entourant l'ombre sombre d'un trou noir qui engloutit la matière à 55 millions d'années-lumière au centre d'une galaxie connue sous le nom de Vierge A (Messier 87).
Ce premier regard flou suffit à confirmer que la théorie de la relativité d'Einstein fonctionne même à la limite de cet abîme géant - un endroit extrême où certains pensaient que ses équations s'effondreraient. Mais cette image insaisissable soulève de nombreuses questions. Voici quelques réponses à vos questions.
Qu'est-ce qu'un trou noir?
Les trous noirs sont des objets extrêmement denses auxquels rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper. Lorsqu'ils mangent de la matière à proximité, ils grossissent. Des trous noirs se forment généralement lorsqu'une grande étoile meurt et s'effondre sur elle-même.
On pense que les trous noirs supermassifs, qui sont des millions ou des milliards de fois plus massifs que le soleil, se trouvent au centre de presque toutes les galaxies, y compris la nôtre. Le nôtre s'appelle Sagittaire A *.
Pourquoi n'avons-nous pas vu une image d'un trou noir auparavant?
Les trous noirs, même supermassifs, ne sont pas si gros. Par exemple, prendre une image du trou noir au centre de notre Voie lactée, qui serait environ 4 millions de fois plus massif que le soleil, serait comme prendre une photo d'un DVD à la surface de la lune, Dimitrios Psaltis, un astrophysicien de l'Université de l'Arizona, a déclaré à Vox. En outre, les trous noirs sont généralement entourés de matériaux qui peuvent obscurcir la lumière entourant le trou noir, ont-ils écrit.
Avant cette image, comment savions-nous qu'il existait des trous noirs?
La théorie de la relativité d'Einstein a d'abord prédit que lorsqu'une étoile massive mourait, elle laissait derrière elle un noyau dense. Si ce noyau était plus de trois fois plus massif que le soleil, ses équations ont montré que la force de gravité produisait un trou noir, selon la NASA.
Mais jusqu'à hier (10 avril), les scientifiques n'ont pas pu photographier ou observer directement les trous noirs. Ils se sont plutôt appuyés sur des preuves indirectes - un comportement ou des signaux provenant d'autres objets à proximité. Par exemple, un trou noir engloutit des étoiles qui s'en rapprochent trop. Ce processus chauffe les étoiles, les obligeant à émettre des signaux de rayons X qui sont détectables par les télescopes. Parfois, les trous noirs crachent également des rafales géantes de particules chargées, qui sont, encore une fois, détectables par nos instruments.
Les scientifiques étudient également parfois le mouvement des objets - s'ils semblent être tirés étrangement, un trou noir pourrait être le coupable.
Que voyons-nous dans l'image?
Les trous noirs eux-mêmes émettent trop peu de rayonnement pour être détectés, mais comme l'a prédit Einstein, le contour d'un trou noir et son horizon d'événements - la frontière au-delà de laquelle la lumière ne peut pas s'échapper - peuvent être vus.
Il s'avère que c'est vrai. Le cercle sombre au milieu est "l'ombre" du trou noir qui est révélée par le gaz incandescent qui se trouve à l'horizon des événements autour de lui. (L'attraction gravitationnelle extrême du trou noir surchauffe le gaz, le faisant émettre un rayonnement ou une "lueur"). Mais le gaz dans l'horizon des événements n'est pas vraiment orange - les astronomes impliqués dans le projet ont plutôt choisi de colorer les signaux des ondes radioélectriques en orange pour illustrer la luminosité des émissions.
Les tons jaunes représentent les émissions les plus intenses, tandis que le rouge représente une intensité plus faible et le noir représente peu ou pas d'émissions. Dans le spectre visible, la couleur des émissions serait probablement vue à l'œil nu comme blanche, peut-être légèrement teintée de bleu ou de rouge.
Vous pouvez en savoir plus dans cet article Live Science.
Pourquoi l'image est-elle floue?
Avec la technologie actuelle, c'est la résolution la plus élevée possible. La résolution du télescope Event Horizon est d'environ 20 microarcsecondes. (Selon le Journal of the Amateur Astronomers Association de New York, une microarcseconde correspond à la taille d'une période à la fin d'une phrase si vous la regardez depuis la Terre et cette période était dans une brochure laissée sur la lune.)
Si vous prenez une photo ordinaire qui contient des millions de pixels, la gonflez quelques milliers de fois et la lissez, vous verrez à peu près la même résolution que celle de l'image du trou noir, selon Geoffrey Crew, vice-président du Télescope Horizon événementiel. Mais étant donné qu'ils imaginent un trou noir à 55 millions d'années-lumière, c'est incroyablement impressionnant.
Pourquoi la bague est-elle si irrégulière?
Les scientifiques de la mission ne le savent pas encore. "Bonne question, et nous espérons pouvoir y répondre à l'avenir", a déclaré Crew. "Pour le moment, c'est ce que M87 nous a montré."
Comment les scientifiques ont-ils capturé cette image?
Plus de 200 astronomes à travers le monde ont pris les mesures à l'aide de huit radiotélescopes terrestres appelés collectivement Event Horizon Telescope (EHT). Ces télescopes sont généralement situés sur des sites à haute altitude tels que des volcans à Hawaï et au Mexique, des montagnes en Arizona et dans la Sierra Nevada espagnole, le désert d'Atacama et l'Antarctique, selon un communiqué de la National Science Foundation.
En avril 2017, les astronomes ont synchronisé tous les télescopes pour prendre des mesures des ondes radio émises depuis l'horizon des événements du trou noir, toutes en même temps. La synchronisation des télescopes s'apparentait à la création d'un télescope de la taille de la Terre avec une résolution impressionnante de 20 microarcsecondes - assez pour lire un journal dans les mains d'un New Yorkais depuis un café à Paris, selon le communiqué. (En comparaison, le trou noir qu'ils ont imaginé mesure environ 42 microarcsecondes).
Ils ont ensuite pris toutes ces mesures brutes, les ont analysées et les ont combinées dans l'image que vous voyez.
Pourquoi les scientifiques ont-ils mesuré les ondes radio plutôt que la lumière visible pour capturer l'image?
Ils pourraient obtenir une meilleure résolution en utilisant des ondes radio que s'ils utilisaient la lumière visible. "Les ondes radio offrent actuellement la résolution angulaire la plus élevée de toutes les techniques actuellement", a déclaré Crew. La résolution angulaire fait référence à la capacité (le plus petit angle) d'un télescope à discerner entre deux objets séparés.
Est-ce une vraie photographie?
Non, pas au sens traditionnel. "Il est difficile de faire une image avec des ondes radio", a déclaré Crew. Les scientifiques de la mission ont mesuré les ondes radio émises par l'horizon des événements du trou noir, puis ont traité ces informations avec un ordinateur pour créer l'image que vous voyez.
Cette image prouve-t-elle encore une fois la théorie de la relativité d'Einstein?
Oui. La théorie de la relativité d'Einstein a prédit qu'il existe des trous noirs et qu'ils ont des horizons d'événements. Les équations prévoient également que l'horizon des événements devrait être quelque peu circulaire et que la taille devrait être directement liée à la masse du trou noir.
Et voilà: un horizon d'événements quelque peu circulaire et la masse déduite du trou noir correspondent aux estimations de ce qu'il devrait être basé sur le mouvement des étoiles plus éloignées de celui-ci.
Vous pouvez en savoir plus sur Space.com.
Pourquoi n'ont-ils pas capturé une image du trou noir de notre propre galaxie, au lieu d'en choisir une loin?
M87 a été le premier trou noir mesuré par les chercheurs, alors ils ont d'abord analysé cela, a déclaré Shep Doeleman, directeur du Event Horizon Telescope, lors d'une conférence de presse. Mais c'était aussi plus facile à imaginer par rapport au Sagittaire A *, qui se trouve au centre de notre galaxie, a-t-il ajouté. C'est parce qu'il est si loin qu'il ne "bouge" pas beaucoup au cours d'une soirée de prise de mesures. Le Sagittaire A * est beaucoup plus proche, il n'est donc pas aussi "fixe" dans le ciel. Dans tous les cas, "nous sommes très heureux de travailler sur Sag A *", a déclaré Doeleman. "Nous ne promettons rien, mais nous espérons pouvoir le faire très bientôt."
