Confirmation que nous avons bien un trou noir au centre de notre galaxie par l’observation de la matière interstellaire l’orbitant
Les scientifiques savent depuis longtemps qu’au cœur même de la Voie lactée se trouve un trou noir supermassif, environ 4 millions de fois plus massif que le Soleil. Comme son nom l’indique, nous ne pouvons pas photographier directement un trou noir, mais les télescopes de pointe peuvent extraire la lumière infrarouge émise par le gaz interstellaire surchauffé lorsque celui-ci tourbillonne dans le trou noir. Maintenant, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics a rapporté des preuves de nœuds de gaz qui semblent orbiter autour du centre galactique. Cette remarquable observation est la plus proche de notre trou noir galactique supermassif et, en même temps, elle offre de nouvelles opportunités pour tester les lois de la physique.
Pour imaginer les choses à proximité de Sagittarius A*, le trou noir supermassif de la Voie lactée, les chercheurs se sont tournés vers le projet GRAVITY. À l’aide d’une technique particulière appelée interférométrie, 4 télescopes de 8 mètres de largeur ont été combinés au Very Large Telescope (VLT) de l’European Southern Observatory (ESO) au Chili pour produire des images que seul un télescope hypothétique de la taille d’un pays entier pourrait produire. De la même façon, à l’avenir, un instrument de la taille d’une planète appelé l’Event Horizon Telescope espère produire une image réelle d’un trou noir.
Les nouvelles observations ont mesuré la luminosité et la position des éclats infrarouges à proximité de Sagittarius A*. Ces flamboiements tracent en fait un petit cercle dans le ciel nocturne (en rouge dans le GIF d’entête et l’image ci-dessous), selon les chercheurs, se déplaçant dans le sens des aiguilles d’une montre.
Illustration de touffes chaudes de gaz en orbite autour du trou noir au centre de la Voie lactée. (ESO/ Gravity Consortium/ L. Calçada)
Ce genre d`éclats avait déjà été détecté auparavant. Cependant, ce fut la première fois que des astronomes mesuraient avec précision la position et les mouvements des flamboiements avant qu’ils ne se dissipent. Chaque “torchère” s’est déplacée à 30% de la vitesse de la lumière sur une orbite de 45 minutes autour de ce que nous ne pouvons que supposer être un trou noir.
Plus tôt cette année, la même équipe a mesuré la distorsion relativiste de la lumière d’une étoile, S2, lors de son approche la plus proche de Sagittarius A*.
Ces points chauds peuvent être produits par des ondes de choc dans les champs magnétiques, tout comme les éruptions solaires qui surviennent du soleil. En raison des immenses forces gravitationnelles présentes à proximité du trou noir, l’espace-temps lui-même est déformé en quelque chose ressemblant à une lentille, ce qui fait que ces points chauds, tournant à 30% de la vitesse de la lumière, font clignoter des phares dans le cosmos. Et en poursuivant l’étude de ces éclats, les chercheurs espèrent faire ressortir la rotation du trou noir.
Tout cela, bien sûr, en supposant que la théorie de la relativité générale d’Einstein soit correcte, ce qui implique que les orbites des objets autour d’un trou noir sont déterminées uniquement par la masse et la rotation de ce dernier. Si ce n’est pas le cas, la théorie pourrait avoir besoin d’être affinée pour tenir compte de toutes les incohérences observées.
Simulation de la matière orbitant à proximité d’un trou noir. (ESO)
L’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics : Detection of orbital motions near the last stable circular orbit of the massive black hole SgrA* et présentée sur le site de l’ESO : Les observations les plus détaillées de la matière orbitant à proximité d’un trou noir.