La première image d'un trou noir supermassif au centre de la galaxie de la Voie lactée révélée

La première image d’un trou noir supermassif au centre de la galaxie de la Voie lactée révélée

C’est la première observation directe confirmant la présence du trou noir, connu sous le nom de Sagittarius A*, comme cœur battant de la Voie lactée.

Les trous noirs n’émettent pas de lumière, mais l’image montre l’ombre du trou noir entourée d’un anneau brillant, qui est déformé par la gravité du trou noir. Les astronomes ont déclaré que le trou noir est 4 millions de fois plus massif que notre soleil.

“Pendant des décennies, les astronomes se sont demandé ce qui se trouve au cœur de notre galaxie, entraînant les étoiles sur des orbites serrées grâce à son immense gravité”, Michael Johnson, astrophysicien au Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, a déclaré dans un communiqué.

“Avec l’image (Event Horizon Telescope ou EHT), nous avons zoomé mille fois plus près que ces orbites, où la gravité devient un million de fois plus forte. À cette distance rapprochée, le trou noir accélère la matière à une vitesse proche de la vitesse de la lumière et courbe les trajectoires des photons dans l’espace-temps déformé.”

Le trou noir est à environ 27 000 années-lumière de la Terre. Notre système solaire est situé dans l’un des bras spiraux de la galaxie de la Voie lactée, c’est pourquoi nous sommes si éloignés du centre galactique. Si nous pouvions voir cela dans notre ciel nocturne, le trou noir semblerait avoir la même taille qu’un beignet assis sur la lune.

“Nous avons été stupéfaits de voir à quel point la taille de l’anneau correspondait aux prédictions de la théorie de la relativité générale d’Einstein”, a déclaré Geoffrey Bower, scientifique du projet EHT, de l’Institut d’astronomie et d’astrophysique, Academia Sinica, Taipei, dans un communiqué.

“Ces observations sans précédent ont considérablement amélioré notre compréhension de ce qui se passe au centre même de notre galaxie et offrent de nouvelles informations sur la façon dont ces trous noirs géants interagissent avec leur environnement.”

Les résultats de cette découverte révolutionnaire ont été publiés jeudi dans un numéro spécial de The Astrophysical Journal Letters.

À la recherche du trou noir

Il a fallu cinq ans aux astronomes pour capturer et confirmer cette image et cette découverte. Auparavant, les scientifiques observaient des étoiles en orbite autour d’un objet invisible et massif au centre de la galaxie.

Le prix Nobel de physique 2020 a été décerné aux scientifiques Roger Penrose, Reinhard Genzel et Andrea Ghez pour leurs découvertes sur les trous noirs, y compris les preuves partagées par Ghez et Genzel sur la masse de l’objet au centre de la Voie lactée.
Prix ​​Nobel de physique décerné pour les découvertes de trous noirs qui ont révélé les

“Nous voyons maintenant que le trou noir avale le gaz et la lumière à proximité, les entraînant dans un puits sans fond”, a déclaré Ramesh Narayan, astrophysicien théoricien au Centre d’astrophysique | Harvard & Smithsonian, a déclaré dans un communiqué. “Cette image confirme des décennies de travail théorique pour comprendre comment les trous noirs mangent.”

La découverte a été rendue possible par plus de 300 chercheurs de 80 institutions travaillant avec un réseau de huit radiotélescopes différents à travers le monde qui composent le télescope Event Horizon.

Le télescope porte le nom de “l’horizon des événements”, le point auquel aucune lumière ne peut s’échapper d’un trou noir. Ce réseau mondial de télescopes forme essentiellement un seul télescope virtuel “Taille terrestre” lorsque les huit sont reliés et observent en tandem.

Il s’agit de la deuxième image jamais capturée d’un trou noir, la première étant la réalisation par l’EHT de l’imagerie M87 * au cœur de la lointaine galaxie Messier 87, située à 55 millions d’années-lumière, en 2019.
Ces panneaux montrent les deux premières images de trous noirs.  À gauche, M87* et à droite, Sagittaire A*.

Bien que les deux images se ressemblent, Sagittarius A* est plus de 1 000 fois plus petit que M87*.

“Nous avons deux types de galaxies complètement différents et deux masses de trous noirs très différentes, mais près du bord de ces trous noirs, ils se ressemblent étonnamment”, a déclaré Sera Markoff, coprésidente du Conseil scientifique de l’EHT et professeur d’astrophysique théorique au Université d’Amsterdam, dans un communiqué.

“Cela nous dit que (la théorie d’Einstein de) la relativité générale régit ces objets de près, et toutes les différences que nous voyons plus loin doivent être dues à des différences dans le matériau qui entoure les trous noirs.”

Capturer une image impossible

Bien que le trou noir de la Voie lactée soit plus proche de la Terre, il était beaucoup plus difficile à imaginer.

“Le gaz à proximité des trous noirs se déplace à la même vitesse – presque aussi vite que la lumière – autour de Sgr A* et M87*”, a déclaré le scientifique de l’EHT Chi-kwan Chan de l’observatoire Steward et du département d’astronomie et du Data Science Institute de l’Université de l’Arizona, a déclaré dans un communiqué.

“Mais là où le gaz prend des jours, voire des semaines, pour orbiter le plus grand M87 *, dans le Sgr A * beaucoup plus petit, il complète une orbite en quelques minutes. Cela signifie que la luminosité et le motif du gaz autour de Sgr A * évoluaient rapidement au fur et à mesure que la collaboration EHT l’observait — un peu comme essayer de prendre une photo claire d’un chiot qui court rapidement après sa queue.”

Si les trous noirs supermassifs M87* et Sagittarius A* étaient côte à côte, Sagittarius A* serait éclipsé par M87*, qui est plus de 1 000 fois plus massif.

Le réseau mondial d’astronomes a dû développer de nouveaux outils pour permettre le mouvement rapide du gaz autour du Sagittaire A*. L’image résultante est une moyenne de différentes prises par l’équipe. Prendre l’image du Sagittaire A* était comme capturer une photo d’un grain de sel à New York à l’aide d’un appareil photo à Los Angeles, selon les chercheurs du California Institute of Technology.

“Cette image du télescope Event Horizon a nécessité plus qu’une simple prise de vue à partir de télescopes au sommet de hautes montagnes. Elle est le produit à la fois d’observations de télescopes techniquement difficiles et d’algorithmes de calcul innovants”, a déclaré Katherine Bouman, chercheuse Rosenberg et professeure adjointe d’informatique et de sciences mathématiques. , génie électrique et astronomie au Caltech, a déclaré lors d’une conférence de presse.

Cette image d'un trou noir que vous avez vue partout ?  Remercier cet étudiant diplômé d'avoir rendu cela possible
Bouman a également travaillé sur la capture de l’image M87* partagée en 2019. Malgré le fait que l’image du Sagittaire A* puisse sembler floue, « c’est l’une des images les plus nettes jamais réalisées », a déclaré Bouman.

Chaque télescope a été poussé jusqu’à sa limite, appelée limite de diffraction, ou le maximum de caractéristiques fines qu’il peut voir.

“Et c’est essentiellement le niveau que nous voyons ici”, a déclaré Johnson lors de la conférence de presse. “C’est flou car pour obtenir une image plus nette, nous devons éloigner nos télescopes ou aller dans des fréquences plus élevées.”

Sur l’horizon

Avoir des images de deux trous noirs très différents permettra aux astronomes de déterminer leurs similitudes et leurs différences et de mieux comprendre comment le gaz se comporte autour des trous noirs supermassifs, ce qui pourrait contribuer à la formation et à l’évolution des galaxies. On pense que les trous noirs existent au centre de la plupart des galaxies, agissant comme un moteur qui les alimente.

Le Sagittaire A* est au centre de notre propre galaxie, tandis que M87* réside à plus de 55 millions d'années-lumière de la Terre.

Pendant ce temps, l’équipe EHT travaille à étendre le réseau de télescopes et à effectuer des mises à niveau qui pourraient conduire à des images encore plus étonnantes, et même des films, de trous noirs à l’avenir.

Le trou noir de la Voie lactée a expulsé une étoile de notre galaxie

La capture d’un trou noir en mouvement peut montrer comment il change au fil du temps et ce que fait le gaz lorsqu’il tourbillonne autour d’un trou noir. Bouman et Antonio Fuentes, membre de l’EHT, qui rejoindra Caltech en tant que chercheur postdoctoral en octobre, développent des méthodes qui leur permettront d’assembler des images du trou noir pour refléter ce mouvement.

Cette “première image directe de la douce géante au centre de notre galaxie” n’est qu’un début, a déclaré Feryal Özel, membre du Conseil scientifique de l’EHT et professeur d’astronomie et de physique et doyen associé pour la recherche à l’Université d’Arizona, pendant la conférence de presse.

“Cette image témoigne de ce que nous pouvons accomplir, lorsqu’en tant que communauté de recherche mondiale, nous réunissons nos esprits les plus brillants pour rendre possible ce qui semble impossible”, a déclaré le directeur de la National Science Foundation, Sethuraman Panchanathan, dans un communiqué. “La langue, les continents et même la galaxie ne peuvent pas faire obstacle à ce que l’humanité peut accomplir lorsque nous nous réunissons pour le plus grand bien de tous.”

.
#première #image #dun #trou #noir #supermassif #centre #galaxie #Voie #lactée #révélée

Leave a Comment

Your email address will not be published.