Pour la toute première fois, l’humanité peut regarder une photographie d’un trou noir supermassif. C’est un exploit qui a nécessité des superordinateurs, huit télescopes installés sur les cinq continents, des centaines de chercheurs et de vastes quantités de données. Les résultats de ce projet, appelé Event Horizon Telescope, ont été annoncés aujourd’hui lors de conférences de presse communes diffusées en direct dans le monde entier. En plus de fournir une image qui sera rapidement incorporée au matériel d’enseignement, les résultats ont permis de confirmer (encore une fois) la théorie de la relativité générale d’Einstein et ont donné aux astrophysiciens un aperçu sans précédent de ces énormes phénomènes célestes et denses.

“Les trous noirs sont les objets les plus mystérieux de l’univers”, a déclaré aujourd’hui Sheperd Doeleman, directeur du projet du télescope Horizon, lors d’une conférence de presse, avant de dévoiler l’image. “Nous sommes dans cette situation depuis si longtemps”, a déclaré Doeleman. «Lorsque vous travaillez longtemps dans ce domaine, vous obtenez beaucoup de résultats intermédiaires. Nous aurions pu voir une goutte – et nous avons vu des gouttes. Nous aurions pu voir quelque chose d’inattendu. Mais nous n’avons rien vu d’imprévu. Nous avons vu quelque chose de si vrai. Nous avons vu quelque chose qui a vraiment frappé.

La photo, une ombre noire circulaire entourée d’un anneau orange vif, montre le trou noir situé au centre de l’énorme galaxie Messier 87 (M87), située à environ 55 millions d’années-lumière de la Terre.

Le trou noir de cette galaxie a une masse que les chercheurs du télescope Event Horizon estiment être 6,5 milliards de fois plus massive que notre Soleil. «L’énorme masse de trous noirs de la M87 en fait vraiment un monstre, même selon les normes des supercassifs,» a déclaré Sera Markoff, astrophysicien à l’Université d’Amsterdam, lors d’une conférence de presse aujourd’hui. “Vous cherchez en gros un trou noir supermassif qui a presque la taille de notre système solaire.”

En plus d’être gargantuesques, le trou noir de M87 intriguait les chercheurs en raison de certaines autres caractéristiques uniques. Dans certaines images antérieures de la galaxie, ils ont remarqué un jet de plasma massif en provenance de son centre. Les scientifiques pensent que le jet est fait d’un matériau qui ne l’a jamais fait dans l’horizon des événements du trou noir. Leurs observations suggèrent plutôt que le mouvement du trou noir de M87 (dont les chercheurs pensent qu’il tourne rapidement) accélère les particules subatomiques proches et les envoie dans l’univers, une balise pour les astronomes lointains.

Le télescope Horizon événementiel n’est pas un télescope traditionnel; il s’agit plutôt d’un groupe de huit radiotélescopes stationnés sur cinq continents, qui ont tous observé les mêmes zones de l’espace au cours d’une semaine en avril 2017.

Selon le télescope Event Horizon, un télescope conventionnel devrait avoir une taille approximative de la Terre pour prendre cet instantané particulier du trou noir au centre de M87. «C’est une photo que vous auriez vue si vous aviez des yeux aussi grands que la Terre et que vous les observiez à la radio», a récemment déclaré à The Verge Dimitrios Psaltis, un scientifique du projet Event Horizon Telescope de l’Université de l’Arizona. Individuellement, aucun des télescopes n’a été relevé. Mais en coordonnant leurs efforts, les chercheurs ont pu se concentrer sur M87, en recueillant des quantités énormes de données.

Les observations n’ont pris qu’une semaine en avril 2017, mais le tri parmi la grande quantité de données a pris des mois. Mettre tout cela au même endroit était un énorme défi. Davide Castelvecchi a écrit dans Nature News en 2017 qu’une «nuit typique rapporterait autant de données qu’une année d’expériences au Grand collisionneur de hadrons situé en dehors de Genève, en Suisse».

En fin de compte, ces données représentaient «l’équivalent de 5000 ans de fichiers mp3», selon Dan Marrone, astronome et co-chercheur du télescope Event Horizon. Il a été enregistré sur une demi-tonne de disques durs, puis envoyé physiquement vers des emplacements centralisés où il a été analysé par des superordinateurs pendant des mois afin d’obtenir l’image que nous voyons aujourd’hui.

Avant que cette image ne soit rendue publique, l’image – et les données utilisées pour la créer – franchissaient une étape supplémentaire: un processus d’examen par les pairs rigoureux, contrôlé par des chercheurs sur le terrain qui ne faisaient pas partie du projet. Le projet a été publié aujourd’hui dans six articles dans The Astrophysical Journal Letters. C’est une première salve dans ce qui sera probablement beaucoup d’articles et d’analyses à venir.

Les chercheurs du projet Event Horizon Telescope avaient quatre objectifs scientifiques principaux au début de ce projet. La première était simple: prendre une photo d’un trou noir. Vérifier.

Les chercheurs souhaitaient également avoir la possibilité de vérifier le travail d’Einstein. La célèbre théorie scientifique de la relativité générale a plus de 100 ans et elle a vraiment bien résisté au cours du siècle dernier. Il a prédit l’existence d’ondes gravitationnelles bien avant que l’humanité n’ait les moyens de les détecter, et sa théorie a également prédit que la silhouette ou «l’ombre» d’un trou noir aurait une apparence circulaire. Basé sur la photo publiée aujourd’hui, il est passé.

Markoff a expliqué que, grâce à la photo, les chercheurs peuvent maintenant estimer avec précision la masse du trou noir, qui a fini par peser dans une fourchette plus élevée que ce qu’ils avaient pensé auparavant. Et ils espèrent qu’une fois les données publiées, les chercheurs pourront mieux comprendre certaines des forces qui ont façonné notre univers.

C’est la première image d’un trou noir jamais prise, mais, avec excitation, ce ne sera probablement pas la dernière. Les chercheurs se sont également intéressés au Sagittarius A *, un trou noir supermassif plus petit et moins actif situé au centre de notre propre galaxie. Les données de ce trou noir sont toujours en cours d’analyse, mais des chercheurs tels que Markoff espèrent qu’en comparant les deux, ils pourront en savoir plus sur le cycle de vie d’un trou noir et sur son influence sur son environnement.

Déjà, les chercheurs peuvent dire que les deux trous noirs sont très différents. “Si [le trou noir dans M87] était un trou noir en sommeil – comme le trou noir supermassif au centre de notre propre galaxie, Sagittarius A * -, alors la galaxie n’aurait aucun moyen de savoir qu’elle était là et qu’elle serait fondamentalement juste comme un caillou dans une chaussure », a expliqué Markoff.

Les chercheurs tentent toujours de comprendre les processus qui peuvent transformer un caillou gênant en une épine dangereuse ou vice versa. Pour obtenir des réponses, il suffit d’attendre le prochain aperçu des endroits les plus denses et les plus sombres de notre univers.