De nouvelles images du trou noir M87*

Publié par Adrien le 27/09/2020 à 09:00
Source: ASP
On annonçait en grande pompe l'an dernier la toute première photographie d'un trou noir. La collaboration de chercheurs derrière cette découverte récidive cette année en proposant une série de photos présentant l'évolution du trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de...) depuis 2009. En utilisant des modèles mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les...) construits à partir de la fameuse photo de 2019 et en les croisant avec des données recueillies par des télescopes aux quatre coins du globe, ils sont parvenus à reconstituer ces images qui permettront d'en apprendre davantage sur la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des trous noirs.


Observation du trou noir M87* comparée à une simulation

Dans leur étude publiée jeudi, dans la revue scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) Nature, les chercheurs de la collaboration Event Horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien d'autres...) Telescope (EHT) expliquent que l'image de 2019 leur a permis de définir des modèles mathématiques qui mettent en relation les données du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...). À partir de ces modèles, il leur a alors été possible de reconstituer les données manquantes, dans les observations des années précédentes, pour obtenir de nouvelles images. La collaboration note dans son article que des variations significatives sont observées d'une image à l'autre en fonction du modèle utilisé. Néanmoins, ces images permettront aux scientifiques qui étudient les différents phénomènes physiques régissant un trou noir d'avoir plus d'informations sur l'évolution dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de celui-ci. La collaboration EHT prévoit raffiner ces modèles à partir de nouvelles observations prévues en mars et en avril 2021.


Evolution du trou noir M87* depuis 2009

Pour obtenir la résolution suffisante afin de produire leur photo originale, la collaboration a pointé 8 télescopes répartis sur quatre continents sur le trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million à un milliard de masses solaires. C'est le type de trou noir le plus grand, après le -- encore hypothétique --...) (on parle ici de plus de 6 milliards de fois la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps...) de notre soleil!) au centre de la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) M87. Considérant les ressources importantes nécessaires pour cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...), les chercheurs ont été en mesure d'observer le trou noir (Le Trou noir (The Black Hole) est un film de science-fiction réalisé par Gary Nelson, produit par la Walt Disney Pictures et sorti en 1979. L'histoire est inspiré du roman Vingt mille lieues sous les mers de Jules Verne.) seulement quelques nuits. Cependant, des données avaient été recueillies depuis 2009 par un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) plus restreint de télescopes, sans qu'il ait été possible de reconstituer des images jusqu'à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) récemment.

Des physiciens ont émis l'hypothèse de l'existence des trous noirs il y a plusieurs siècles, mais ils n'avaient jamais été observés directement jusqu'en 2019. Cependant, plusieurs observations indirectes, comme celle d'une onde gravitationnelle (Dans le cadre de la relativité générale les ondes gravitationnelles sont définies comme les perturbations de la métrique qui du point de vue des équations d'Einstein...) réalisée par le LIGO (LIGO (pour Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un projet d'interféromètre américain, destiné à détecter les ondes gravitationnelles.) en 2015, avaient permis de confirmer leur existence.

Les trous noirs sont des corps célestes dont aucune lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) ne s'échappe, ils apparaissent donc complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité...) noirs. Pour tout corps céleste, il est possible de calculer une vitesse de libération (La vitesse de libération (aussi appelée vitesse d'évasion, vitesse parabolique, vitesse de fuite, ou vitesse d'échappement, en anglais escape velocity) d'une planète...). C'est-à-dire la vitesse (On distingue :) qu'il faut avoir, à une distance donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) du corps céleste, pour s'échapper de son attraction gravitationnelle. Les astronautes utilisent ce genre de calcul pour connaitre la vitesse qu'ils doivent atteindre pour se mettre en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.). Les trous noirs sont des objets si massifs et si denses, que cette vitesse de libération est plus grande que la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un phénomène...), ce qui l'empêche de s'échapper.
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