La toute première image d'un trou noir a été obtenue avec le soutien de la Chine

La toute première image d'un trou noir, un effort commun de plus de 200 astronomes dans le monde, dont 16 de Chine continentale, a été publiée le 10 avril. C'est la première représentation visible de ce que l'on considère comme l'objet le plus extrême de l'univers.

L'image représente le trou noir situé au cœur de Messier 87, une galaxie massive et lointaine située dans l'amas de la galaxie de la Vierge. Il se trouve à 55 millions d'années-lumière de la Terre et a une masse 6,5 milliards de fois supérieure à celle du soleil. Ce trou noir met à l'épreuve la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein mise en avant en 1915, qui permet de prédire la taille et la forme d'un trou noir.

Le Télescope Event Horizon (EHT), un ensemble de huit radiotélescopes basés au sol, couvrant le globe terrestre, a été utilisé pour observer le trou noir. Il a fallu une équipe scientifique internationale pour capter l'image de paradigme changeant, annoncée lors de conférences de presse coordonnées dans le monde entier.

Le réseau de télescopes a utilisé une technique appelée interférométrie à très grande ligne de base, qui a synchronisé les radiotélescopes. Les télescopes utilisés sont situés à haute altitude, notamment des volcans en sommeil à Hawaï aux États-Unis et au Mexique, des montagnes en Arizona et en Espagne, un désert au Chili et en Antarctique.

Selon les responsables d'EHT, la technique a également utilisé la rotation de la Terre pour former un énorme télescope virtuel de la taille d'une planète, regardant dans l'espace à une longueur d'onde de 1,3 millimètre, considérée comme une observation d'une sensibilité et d'une résolution sans précédent.

« Une résolution aussi élevée est suffisamment claire pour que quelqu'un se trouvant dans un café parisien puisse lire le journal qu'une autre personne tient à la main à New York ou que nous puissions lire le numéro d'une carte de crédit sur la lune depuis la Terre », a déclaré Shen Zhiqiang, directeur de l'observatoire astronomique de Shanghai de l'Académie des sciences de Chine et membre de l'équipe internationale de l'EHT.

Six articles sur la recherche, qui offrent aux scientifiques une nouvelle façon d'étudier les trous noirs, ont été publiés le 10 avril par le journal américain The Astrophysical Journal Letters. Les scientifiques y ont expliqué que les trous noirs sont des objets cosmiques extraordinaires ayant une masse énorme mais d'une taille extrêmement compacte. La présence de tels objets affecte leur environnement de manière extrême, déformant le continuum imbriqué de l'espace et du temps et surchauffant les matériaux environnants.

« Si nous sommes immergés dans une région claire, comme un disque de gaz étincelant, nous nous attendons à ce qu'un trou noir crée une région sombre semblable à une ombre -ce que la relativité générale d'Einstein avait prédit, mais que nous n'avions jamais vu auparavant », a précisé Heino Falcke, président du conseil d'EHTScience et professeur à l'Université Radboud de Nimègue, aux Pays-Bas.

« Cette ombre, causée par la flexion gravitationnelle et la capture de la lumière par l'horizon d'événements, en dit long sur la nature de ces objets fascinants et nous a permis de mesurer la masse énorme du trou noir de M87 ». Un horizon d'événements est le point où il est impossible de résister à l'attraction gravitationnelle d'un trou noir.

D'après les scientifiques, plusieurs méthodes de calibration et d'imagerie ont révélé la présence d'une structure en anneau avec une région centrale sombre (l'ombre du trou noir) persistante après de nombreuses observations indépendantes de l'EHT.

M. Shen a précisé que les observations avaient été effectuées en avril 2017 et qu'il avait fallu deux ans à l'équipe internationale pour comparer et analyser les données afin d'obtenir une image totalement convaincante et irréfutable. Des scientifiques chinois ont participé à l'observation à l'aide d'un télescope à Hawaï. Ils ont également été fortement impliqués dans le traitement des données de suivi et l'analyse théorique, a-t-il noté.

Shanghai et Taipei ont été choisies comme deux des villes où ont eu lieu des conférences de presse, aux côtés de Washington, Bruxelles, Santiago et Tokyo, ce qui constitue une reconnaissance de la contribution de la Chine. « Dans les domaines de l'astronomie, de la radioastronomie et de l'astrophysique spatiale, la Chine a apporté une contribution significative à ce projet mondial », a souligné M. Falcke.

De son côté, Lu Rusen, chercheur à l'Observatoire astronomique de Shanghai et membre chinois de l'équipe internationale de l'EHT, a déclaré que le groupe international avait prévu de réaliser des observations de trous noirs et d'autres objets de l'univers avec une résolution encore plus élevée.