Elle a découvert le trou noir au centre de notre galaxie. Cette semaine, elle l’a enfin vu

Crédit : Collaboration EHT, CC BY-SA

Cette semaine, le monde a eu son tout premier aperçu du Sagittaire A*, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie. L’image d’un anneau doré brumeux de gaz surchauffé et de lumière courbée a été capturée par le télescope Event Horizon, un réseau de huit observatoires radio dispersés à travers le monde.

Feryal Özel, astronome de l’Université de l’Arizona et membre fondateur du consortium EHT, a déclaré que voir l’image du trou noir, c’était comme rencontrer enfin dans la vraie vie une personne avec laquelle vous n’avez interagi qu’en ligne.

Pour Andrea Ghez, astrophysicienne à l’UCLA, la rencontre ressemblait peut-être davantage à une biographe rencontrant son sujet après des décennies de recherche.

En 2020, Ghez a reçu le prix Nobel de physique pour son rôle dans la découverte d’un objet supermassif au cœur de la Voie lactée. Cet objet est maintenant connu pour être le Sagittaire A*, ou Sgr A* en abrégé.

Ghez étudie le centre de notre galaxie et les orbites de milliers d’étoiles entourant l’objet dense en son cœur même. Bien qu’elle n’ait pas été impliquée dans le projet EHT, elle a déclaré que ses réalisations “impressionnantes” – y compris le dévoilement en 2019 du trou noir ancrant une galaxie lointaine connue sous le nom de Messier 87 – offrent de nouvelles possibilités intrigantes pour l’étude du cosmos.

Le Los Angeles Times lui a parlé des trous noirs, des surprises cosmiques et de ce qu’Einstein a à voir avec l’application GPS sur votre téléphone. L’interview a été modifiée pour plus de longueur et de clarté.

Qu’est-ce que ça fait de poser enfin les yeux sur ce que vous avez passé votre carrière à étudier ?

C’est super excitant. Nous vivons à un moment vraiment intéressant où la technologie progresse si rapidement dans de nombreux domaines et nous donne de nouvelles perspectives sur ces objets incroyablement exotiques.

Cela a-t-il l’air différent de ce que vous aviez prévu ?

Non, à vrai dire. C’est remarquablement similaire. Vous devriez voir cet anneau à environ deux fois et demie le rayon de Schwarzschild (le rayon de l’horizon des événements, la limite autour d’un trou noir au-delà de laquelle aucune lumière ou matière ne peut s’échapper). C’est la prédiction de l’endroit où la gravité devrait se plier, et c’est exactement là que vous la voyez. C’est impressionnant.

Dans quelle mesure les capacités technologiques ont-elles changé pour les chercheurs depuis que vous avez commencé à étudier les trous noirs ?

Des avancées énormes, énormes. Je dis souvent que nous surfons sur une vague de développement technologique. Tout ce que nous faisons peut être décrit comme une découverte rendue possible par la technologie.

L’une des choses que j’aime dans le fait de travailler dans ces domaines où la technologie évolue très rapidement, c’est que cela vous offre l’opportunité de voir l’univers d’une manière que vous n’aviez pas pu voir auparavant. Et si souvent cela révèle des découvertes inattendues.

Nous sommes vraiment chanceux de vivre à ce moment où la technologie évolue si rapidement que vous pouvez vraiment réécrire les manuels. Le télescope Event Horizon est une histoire similaire.

Quelles questions sans réponse sur l’univers vous excitent le plus ?

J’ai quelques favoris en ce moment. Celui qui me passionne le plus est notre capacité à tester le fonctionnement de la gravité près du trou noir supermassif en utilisant des orbites d’étoiles, et aussi en tant que sonde de matière noire au centre de la galaxie. Ces deux choses devraient s’imprimer sur les orbites.

Une façon simple d’y penser est la suivante : la première fois, ces orbites vous indiquent la forme. Et puis après cela, vous pouvez approfondir des questions plus détaillées parce que vous savez en quelque sorte où se trouve l’étoile dans l’espace.

Par exemple, S0-2 (qui est mon étoile préférée dans la galaxie, et probablement dans l’univers) fait le tour tous les 16 ans. Nous en sommes maintenant au deuxième passage, et cela nous donne l’occasion de tester les théories d’Einstein d’une manière différente de ce que le télescope Event Horizon sonde, ainsi que de limiter la quantité de matière noire à laquelle vous pourriez vous attendre au centre du galaxie. Il y a des choses que nous ne comprenons pas dans les premiers résultats, et pour moi, c’est toujours la partie la plus excitante d’une mesure, quand les choses n’ont pas de sens.

Quelle est votre approche dans ces moments-là ?

Vous devez avoir une intégrité totale avec votre processus. Les choses peuvent ne pas avoir de sens parce que vous faites une erreur, ce qui est un résultat inintéressant, ou elles peuvent ne pas avoir de sens parce qu’il y a quelque chose de nouveau à découvrir. Ce moment où vous n’êtes pas sûr est super intéressant et excitant.

Nous venons de découvrir ces objets au centre de la galaxie qui semblent s’allonger à l’approche du trou noir, puis se compacter. On les appelle les interactions de marée. Si vous pensez au film “Interstellar” avec ce grand raz de marée géant, ce serait comme un grand raz de marée qui vient de décoller de la planète. Si nous voyons des étoiles ayant ce genre d’interactions, cela signifie que l’étoile doit être, je ne sais pas, cent fois plus grande que tout ce que nous avons prédit dans cette région. Alors ça vous fait vous creuser la tête.

La nouvelle image de Sgr A* renforce-t-elle votre conclusion selon laquelle, pour l’instant, la théorie de la relativité générale d’Einstein semble faire le meilleur travail pour expliquer le fonctionnement de la gravité dans l’univers ?

Oui. Tout à fait. Les trous noirs représentent en quelque sorte l’effondrement de notre compréhension du fonctionnement de la gravité. Nous ne savons pas comment faire fonctionner ensemble la gravité et la mécanique quantique. Et vous avez besoin que ces deux choses fonctionnent ensemble pour expliquer ce qu’est un trou noir, car un trou noir est une forte gravité plus un objet infiniment petit.

attends quoi? Je pensais que les trous noirs étaient énormes

non. L’image est celle des phénomènes qui se produisent autour du trou noir. Le trou noir n’a pas de taille finie, mais il y a cette taille abstraite de l’horizon des événements, qui est le dernier point auquel la lumière peut s’échapper. Et puis l’interaction gravitationnelle avec la lumière locale se concentre dans cet anneau qui est deux fois et demie plus grand que l’horizon des événements.

Quoi qu’il en soit, nous savons que les trous noirs représentent la répartition de nos connaissances. C’est pourquoi tout le monde continue de tester les idées d’Einstein sur la gravité, car à un moment donné, vous vous attendez à voir ce que vous pourriez appeler la version étendue de la gravité, de la même manière qu’Einstein était la version étendue de la version de Newton.

Est-il juste de dire que les lois de Newton expliquent correctement comment la gravité fonctionne ici sur notre petite planète, mais nous avons besoin d’Einstein une fois que nous nous dirigeons vers l’univers ?

Oui, sauf pour ce que nous tenons pour acquis aujourd’hui : nos téléphones portables. Le fait que nous puissions nous retrouver si bien sur Google ou Waze ou votre application de trafic préférée est dû au fait que les systèmes GPS positionnent votre téléphone par rapport aux satellites faisant le tour de la Terre. Ces systèmes doivent utiliser la version de la gravité d’Einstein. Donc oui. Nous pourrions utiliser Newton jusqu’à ce que nous nous soucions de choses comme ça.


Voir le nouveau trou noir de la Voie lactée n’est “que le début” selon un chercheur américain


©2022 Los Angeles Times.
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Citation: Q and A : Elle a découvert le trou noir au centre de notre galaxie. Cette semaine, elle l’a enfin vu (16 mai 2022) récupéré le 17 mai 2022 sur https://phys.org/news/2022-05-black-hole-center-galaxy-week.html

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