Voici la toute première image d'un trou noir !

Le trou noir de la galaxie M87 photographié par l’EHT. © EHT Collaboration
Cette « photographie » du centre de la galaxie M87 est la toute première image jamais observée de ces objets fascinants que sont les trous noirs. On la doit à l'Event Horizon Telescope. Ce cliché historique, dévoilé ce 10 avril 2019, valide la théorie de la relativité d'Einstein.

Un cercle noir entouré d’un halo de lumière, comme un anneau doré. C’est l’ombre d’un monstre qui engloutit tout. Le fameux « horizon des événements » ou la frontière du trou noir au-delà de laquelle rien ne peut s’échapper, pas même la lumière. « Ce sont les portes de l’enfer, qui marquent la fin de l’espace et la fin du temps », annonce, si ému qu'il en oublie des informations de base, Heino Falcke, membre du conseil scientifique de l’Event Horizon Telescope (EHT), ce mardi 10 avril 2019 à 15h10. Il vient, depuis le siège de la Commission européenne à Bruxelles, de dévoiler aux yeux du monde la toute première image d’un trou noir obtenue grâce à un consortium scientifique mondial inédit, dont l'Union européenne a été la chef de file. De gros moyens ont été déployés pour le dévoilement de cette image historique : cinq autres conférences de presse se sont tenues simultanément, au Chili, en Chine, au Japon, à Taïwan et aux États-Unis.

Il s’agit du trou noir supermassif de la galaxie elliptique M87. Il dépasse les 6 milliards de masses solaires, pour un diamètre de 20 milliards de kilomètres. Il est à 55 millions d’années-lumière de nous. Si son disque d’accrétion est plus lumineux vers le bas du cercle, c’est parce que « ce trou noir et la matière qui l’entoure tournent dans le sens des aiguilles d’une montre », explique Monika Moscibrodzka, de l’université Radboud (Pays-Bas). Elle est l’une des scientifiques invités à présenter les données qui ont abouti à ce cliché. 

La théorie d’Einstein validée

Cette première « photographie » d’un horizon des événements apporte la preuve définitive de l’existence de ces monstres cosmiques au champ gravitationnel intense, ces noyaux actifs au cœur des galaxies prédits par la théorie de la relativité générale d’Einstein et qu’on a dû imaginer avant de les découvrir. « C'est une percée pour l'humanité », a déclaré Carlos Moeda, le commissaire européen à la recherche, à l'innovation et à la science, en préambule de cette conférence de presse. 

Un télescope aussi grand que la Terre

Pour réussir l’exploit de « photographier » les contours du trou noir de M87 — ce qui revient à discerner une graine de moutarde à Bruxelles alors qu'on est à Washington, pour reprendre la comparaison avancée par Heino Falcke —, il a fallu développer un instrument unique aux dimensions planétaires : l’Event Horizon Telescope (« télescope pour l’horizon des événements » ou EHT). Fruit d’une collaboration internationale, il est ainsi composé de huit radiotélescopes dispersés sur quatre continents, des volcans d’Hawaï au pôle Sud, en passant par l’Espagne. En visant ensemble et en même temps la même cible céleste, ces antennes ont permis d’obtenir une image dont la résolution est celle d’un télescope virtuel de 12 000 km de diamètre environ, soit aussi grand que la Terre. 

Les observations ont eu lieu à cinq reprises, du 4 au 10 avril 2017 (il y a donc deux ans jour pour jour). Par chance, le ciel a été favorable aux astronomes, notamment au-dessus du Large Millimeter Telescope, une antenne de 50 m de diamètre plantée au sommet de la sierra Negra (4 640 m), au Mexique, d’où Ciel & Espace avait suivi l’observation historique.

L'équipe qui a effectué les observations au Large Millimeter Telescope (LMT), au Mexique, du 4 au 10 avril 2017.
Le LMT est l'un des radiotélescopes du projet Event Horizon Telescope. 
© Philippe Henarejos/C&E

La reconstruction de l’image à partir des données des neuf observatoires a constitué un véritable défi, rendu encore plus difficile en raison de… la qualité des données recueillies,  expliquait Remo Tilanus, le directeur de projet de l’EHT, en novembre 2018 à Ciel & Espace. D’où le retard avec lequel cette image historique de trou noir, à l’origine annoncée pour fin 2017 puis sans cesse repoussée, est présentée. « Ces données seront rendues publiques dans quelques jours pour que les scientifiques qui le souhaitent en vérifient les résultats », a précisé  Anton Zensus, directeur de l'Institut Max Planck de Physique, à Munich (Allemagne), qui a ajouté que les recherches se poursuivent.

 

Au sujet des trous noirs, à lire également :

Comment les trous noirs dirigent la vie des galaxies

Comment Hawking fit briller les trous noir

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