{"id":5204,"date":"2023-11-27T11:52:05","date_gmt":"2023-11-27T11:52:05","guid":{"rendered":"https:\/\/afrikmanagement.com\/?p=5204"},"modified":"2023-11-27T11:52:05","modified_gmt":"2023-11-27T11:52:05","slug":"les-puissants-champs-magnetiques-du-trou-noir-supermassif-m87-sont-reveles-sous-un-nouveau-jour","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/2023\/11\/27\/les-puissants-champs-magnetiques-du-trou-noir-supermassif-m87-sont-reveles-sous-un-nouveau-jour\/","title":{"rendered":"Les puissants champs magn\u00e9tiques du trou noir supermassif M87* sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s sous un nouveau jour"},"content":{"rendered":"

Les trous noirs supermassifs accr\u00e9tant de la mati\u00e8re et avec des jets de particules sont parmi les objets les plus \u00e9nerg\u00e9tiques de l’Univers observable, en particulier quand ils se pr\u00e9sentent sous la forme de quasars. Les membres de la collaboration de l\u2019<\/span>Event Horizon Telescope<\/span><\/i>\u00a0(EHT) font des progr\u00e8s continuel pour comprendre ses ph\u00e9nom\u00e8nes faisant intervenir la rotation des trous noirs et de puissants champs magn\u00e9tiques. Le dernier progr\u00e8s concerne la mise en \u00e9vidence d’\u00e9missions de lumi\u00e8re polaris\u00e9e circulairement.<\/span><\/p>\n

n sait que, d\u00e8s 1964, les grands\u00a0<\/span>astrophysiciens<\/span><\/a>\u00a0russes Yakov Zel’dovich et \u00a0Igor Novikov, ind\u00e9pendamment et au m\u00eame moment que leur coll\u00e8gue Edwin Salpeter aux \u00c9tats-Unis (le directeur de th\u00e8se d’<\/span>Hubert Reeves<\/span><\/a>), avaient propos\u00e9 que les quasars et plus g\u00e9n\u00e9ralement les\u00a0<\/span>noyaux actifs de galaxies<\/span><\/a>, soient des\u00a0<\/span>trous noirs supermassifs<\/span><\/a>\u00a0accr\u00e9tant de la mati\u00e8re ; en 1971, Donald Lynden-Bell et\u00a0<\/span>Martin Rees<\/span><\/a>\u00a0en proposaient m\u00eame un au c\u0153ur de la Voie lact\u00e9e. Nous avons toutes les raisons de penser que c’est bien le cas, surtout depuis les d\u00e9couvertes des membres de la collaboration\u00a0<\/span>Event Horizon Telescope<\/span><\/i>\u00a0qui, avec un r\u00e9seau de radiot\u00e9lescopes \u00e0 l’\u00e9chelle de la Terre, ont\u00a0produit des images montrant l’<\/span>ombre<\/span><\/a>\u00a0de l’horizon des \u00e9v\u00e9nements des trous noirs\u00a0<\/span>M87*<\/span><\/a>\u00a0et\u00a0<\/span>Sgr A*<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Dans le cas de M87*, comme Futura l’a expliqu\u00e9 tr\u00e8s en d\u00e9tail\u00a0dans les pr\u00e9c\u00e9dents articles ci-dessous, on s’en sert comme d’un laboratoire pour tester nos id\u00e9es sur les\u00a0<\/span>trous noirs de Kerr<\/span><\/a>\u00a0en rotation, les\u00a0<\/span>disques d’accr\u00e9tions<\/span><\/a>\u00a0dont ils s’entourent, les ph\u00e9nom\u00e8nes d’\u00e9lectrodynamique et de magn\u00e9tohydrodynamique des plasmas \u00e0 l’origine de l’<\/span>\u00e9mission<\/span><\/a>\u00a0de jets de particules relativistes en particulier. Ce sont des cl\u00e9s pour comprendre les quasars et leurs r\u00f4les dans l’\u00e9volution des galaxies.<\/span><\/p>\n

Depuis un certain\u00a0temps d\u00e9j\u00e0, les chercheurs \u00e9tudient les\u00a0<\/span>champs magn\u00e9tiques<\/span><\/a>\u00a0autour de M87* en se basant sur le ph\u00e9nom\u00e8ne de la polarisation de la\u00a0<\/span>lumi\u00e8re<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

La polarisation circulaire de la lumi\u00e8re<\/b><\/p>\n

Mais de quoi s’agit-il ? Pour le comprendre, reprenons ce que Futura avait d\u00e9j\u00e0 expliqu\u00e9 dans un pr\u00e9c\u00e9dent article, et que l’on\u00a0peut trouver dans les\u00a0<\/span>cours<\/span><\/a>\u00a0de\u00a0<\/span>Feynman<\/span><\/a>. Il faut savoir qu’une onde lumineuse peut se d\u00e9crire comme un\u00a0<\/span>champ \u00e9lectrique<\/span><\/a>\u00a0qui est sous la forme d’une fl\u00e8che perpendiculaire \u00e0 la direction de propagation du rayon lumineux associ\u00e9 \u00e0 cette onde et qui peut osciller comme un poids au bout d’un ressort. On parle alors de polarisation lin\u00e9aire de la lumi\u00e8re quand la direction de la fl\u00e8che reste selon une m\u00eame droite le long de la propagation de l’onde. Une lumi\u00e8re non polaris\u00e9e serait d\u00e9crite par une fl\u00e8che dont la direction, bien que toujours perpendiculaire au rayon lumineux, varie chaotiquement. Lorsque la fl\u00e8che oscille tout\u00a0en tournant r\u00e9guli\u00e8rement avec son extr\u00e9mit\u00e9 sur un cercle, on parle de polarisation circulaire.<\/span><\/p>\n

La lumi\u00e8re \u00e9mise par un corps chauff\u00e9, comme le\u00a0<\/span>Soleil<\/span><\/a>, n’est pas polaris\u00e9e. Mais, en pr\u00e9sence d’un champ magn\u00e9tique ou plus g\u00e9n\u00e9ralement en interagissant avec certains mat\u00e9riaux, par exemple en se r\u00e9fl\u00e9chissant sur du verre ou en traversant une roche tel le\u00a0<\/span>spath<\/span><\/a>\u00a0d’Islande, elle le devient. Du coup, mesurer la polarisation d’une onde lumineuse peut apporter de pr\u00e9cieux renseignements sur l’\u00e9tat du champ magn\u00e9tique d’un\u00a0<\/span>astre<\/span><\/a>,\u00a0<\/span>comme justement le Soleil<\/span><\/a>, ou la structure et les propri\u00e9t\u00e9s de la mati\u00e8re travers\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Aujourd’hui, deux groupes de chercheurs mettent en \u00e9vidence un autre \u00e9tat de polarisation de la lumi\u00e8re provenant de l’environnement de M87* avec ses champs magn\u00e9tiques. Ils annoncent en effet la d\u00e9couverte d’\u00e9missions de rayonnement\u00a0<\/span><\/p>\n

On trouve dans un communiqu\u00e9 du\u00a0<\/span>Center for Astrophysics | Harvard et Smithsonian (CfA)<\/span><\/i>\u00a0plusieurs d\u00e9clarations des chercheurs impliqu\u00e9s dans cette d\u00e9couverte et l’analyse de ses implications.<\/span><\/p>\n

Des plasmas turbulents et chaotiques<\/b><\/p>\n

Ainsi, Andrew Chael, ancien membre du CfA et coordinateur du projet de polarisation de l’EHT, actuellement chercheur associ\u00e9 \u00e0 la\u00a0<\/span>Gravity Initiative<\/span><\/i>\u00a0de l’Universit\u00e9 de Princeton, y explique que \u00ab\u00a0<\/span>la polarisation circulaire est un signal que nous avons recherch\u00e9 lors des premi\u00e8res observations du trou noir M87* par l’EHT, et c’\u00e9tait de loin le plus difficile \u00e0 analyser<\/span><\/i>\u00a0\u00bb.<\/span><\/p>\n

UN EXTRAIT DE LA SIMULATION INFORMATIQUE D’UN DISQUE DE PLASMA AUTOUR DU TROU NOIR SUPERMASSIF AU CENTRE DE LA GALAXIE M87.\u00a0\u00a9 GEORGE WONG (IAS)<\/span><\/p>\n

Son coll\u00e8gue Ioannis Myserlis,\u00a0<\/span>astronome<\/span><\/a>\u00a0\u00e0 l’Institut de Radioastronomie millim\u00e9trique (Iram), en donne un peu la mesure : \u00ab\u00a0<\/span>Le signal en polarisation circulaire est 100 fois plus faible que les donn\u00e9es non polaris\u00e9es que nous avons utilis\u00e9es pour r\u00e9aliser la premi\u00e8re image d’un trou noir. Trouver ce signal faible dans les donn\u00e9es, c’\u00e9tait comme essayer d’\u00e9couter une conversation \u00e0 c\u00f4t\u00e9 d’un marteau-piqueur. Nous avons d\u00fb tester soigneusement nos m\u00e9thodes pour d\u00e9terminer \u00e0 quoi nous pouvions vraiment faire confiance<\/span><\/i>\u00a0\u00bb.<\/span><\/p>\n

Le but \u00e9tait de tester des calculs th\u00e9oriques aussi bien que des simulations de\u00a0<\/span>superordinateurs<\/span><\/a>\u00a0pr\u00e9disant les\u00a0<\/span>mouvements<\/span><\/a>\u00a0des plasmas dans les champs magn\u00e9tiques plong\u00e9s dans le champ de\u00a0<\/span>gravitation<\/span><\/a>\u00a0d’un trou noir en rotation.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0<\/span>C’est merveilleux de comparer directement nos simulations \u00e0 ces observations de pointe. Ensemble, ils dressent le tableau d’un environnement chaotique et violent juste en dehors de l’horizon des \u00e9v\u00e9nements, o\u00f9 les champs magn\u00e9tiques, la\u00a0<\/span><\/i>gravit\u00e9<\/span><\/i><\/a>\u00a0et le plasma chaud interagissent fortement les uns avec les autres<\/span><\/i>\u00a0\u00bb, pr\u00e9cise \u00e0 ce sujet Abhishek Joshi, \u00e9tudiant dipl\u00f4m\u00e9 \u00e0 l’Universit\u00e9 de l’Illinois.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0<\/span>Les observations de polarisation circulaire renforcent notre confiance dans le fait que les champs magn\u00e9tiques sont suffisamment puissants pour repousser de la mati\u00e8re tombant sur le trou noir et aider \u00e0 lancer les puissants jets de plasma que nous voyons s’\u00e9tendre dans toute la galaxie M87<\/span><\/i>\u00a0\u00bb, ajoute Angelo Ricarte, chercheur postdoctoral au CfA et membre de la\u00a0<\/span>Harvard Black Hole Initiative<\/span><\/i>.<\/span><\/p>\n

L’origine des jets des trous noirs supermassifs r\u00e9v\u00e9l\u00e9e par les champs magn\u00e9tiques de M87*<\/b><\/p>\n

Les trous noirs supermassifs accr\u00e9tant de la mati\u00e8re et avec des jets de particules sont parmi les objets les plus \u00e9nerg\u00e9tiques de l’<\/b>Univers<\/span><\/a>\u00a0observable, en particulier quand ils se pr\u00e9sentent sous la forme de quasars. Un m\u00e9canisme permettant d’expliquer l’\u00e9nigmatique production d’<\/b>\u00e9nergie<\/span><\/a>\u00a0\u00e0 la source de ces ph\u00e9nom\u00e8nes a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 en 1977 et pour la premi\u00e8re fois, aujourd’hui, il re\u00e7oit une confirmation gr\u00e2ce aux toutes premi\u00e8res images d’un trou noir r\u00e9v\u00e9l\u00e9es par la collaboration de l’<\/b>Event Horizon Telescope<\/i><\/b>\u00a0(EHT).<\/b><\/p>\n

Article de\u00a0<\/span><\/i>Laurent Sacco<\/span><\/i><\/a>, publi\u00e9 le 2 juin 2012<\/span><\/i><\/p>\n

C’est fin novembre 1915 qu’Albert\u00a0<\/span>Einstein<\/span><\/a>\u00a0a expos\u00e9 la\u00a0<\/span>forme finale de sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale,<\/span><\/a>\u00a0jalonn\u00e9e au cours des pr\u00e9c\u00e9dentes ann\u00e9es par plusieurs publications cherchant \u00e0 rendre compatible la th\u00e9orie de la gravitation de\u00a0<\/span>Newton<\/span><\/a>\u00a0avec la th\u00e9orie de la\u00a0<\/span>relativit\u00e9 restreinte<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Un mois plus tard, ayant sans doute suivi depuis un moment d\u00e9j\u00e0 les travaux d’Einstein et bien qu’il soit sur le front de l’Est en lutte contre la Russie, l’astronome allemand Karl Schwarzschild trouve deux solutions des\u00a0<\/span>\u00e9quations<\/span><\/a>\u00a0d’Einstein d\u00e9crivant le champ de gravitation \u00e0 l’ext\u00e9rieur puis \u00e0 l’int\u00e9rieur d’une\u00a0<\/span>\u00e9toile<\/span><\/a>\u00a0id\u00e9alis\u00e9e, suppos\u00e9e parfaitement sph\u00e9rique et avec un\u00a0contenu de mati\u00e8re uniform\u00e9ment dense. La solution ne d\u00e9crit pas une \u00e9toile en rotation et \u00e0 l’\u00e9poque, la solution concernant l’espace vide autour de l’\u00e9toile n’est pas encore correctement comprise mais on prend conscience assez rapidement qu’elle pose potentiellement des probl\u00e8mes avec des\u00a0<\/span>pathologies<\/span><\/a>\u00a0li\u00e9s \u00e0 la notion de singularit\u00e9 en math\u00e9matique, mais aussi en\u00a0<\/span>physique<\/span><\/a>. Nous le savons aujourd’hui, cette solution d\u00e9crit tous les trous noirs sans rotation et avec une\u00a0<\/span>masse<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

L’\u00e9nigme des quasars<\/b><\/p>\n

Quelques ann\u00e9es apr\u00e8s la d\u00e9couverte de Karl Schwarzschild, l’astronome \u00e9tats-unien Heber Curtis remarque en 1918 une curieuse structure allong\u00e9e sur une\u00a0<\/span>photographie<\/span><\/a>\u00a0de la galaxie\u00a0<\/span>Messier 87<\/span><\/a>, prise avec le\u00a0<\/span>t\u00e9lescope<\/span><\/a>\u00a0de l’observatoire Lick. Il ne pouvait pas savoir \u00e0 l’\u00e9poque qu’il \u00e9tait en pr\u00e9sence d’un jet de mati\u00e8re s’\u00e9tendant sur au moins 5.000\u00a0<\/span>ann\u00e9es-lumi\u00e8re<\/span><\/a>\u00a0et issu d’un trou noir, M87*, contenant\u00a06,5 milliards de masses solaires au c\u0153ur de M87, une\u00a0<\/span>galaxie elliptique<\/span><\/a>\u00a0situ\u00e9e \u00e0 55 millions d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Voie lact\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Il ne pouvait pas savoir non plus qu’avec l’essor de la radioastronomie, on d\u00e9couvrirait que non seulement M87 est la plus grande galaxie elliptique la plus proche de la Terre mais surtout l’une des plus brillantes radiosources du ciel,\u00a0faisant une cible de choix pour les membres de\u00a0<\/span>l’<\/span>Event Horizon Telescope<\/span><\/i><\/a>.<\/span><\/p>\n

Faisons un bond en avant de plusieurs d\u00e9cennies. Au d\u00e9but des ann\u00e9es 1960,\u00a0<\/span>Maarten Schmidt<\/span><\/a>, un astronome n\u00e9erlandais fait l’analyse spectrale d’un astre, la contrepartie dans le visible d’une source\u00a0<\/span>radio<\/span><\/a>\u00a0puissante, nomm\u00e9e 3C 273. Elle se pr\u00e9sentait comme une \u00e9toile mais elle se trouvait \u00e0 plus de 2,4 milliards d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Voie lact\u00e9e, ce qui veut dire que pour \u00eatre observable \u00e0 une telle distance proprement cosmologique, elle devait \u00eatre d’une\u00a0<\/span>luminosit\u00e9<\/span><\/a>\u00a0absolument prodigieuse, d\u00e9passant les cinq millions de millions de fois celle du Soleil,\u00a0ou pr\u00e9sent\u00e9e d’une autre fa\u00e7on \u00e9tait \u00e9quivalente \u00e0 celle de 1.000 fois les centaines de milliards d’\u00e9toiles de notre Voie lact\u00e9e !<\/span><\/p>\n

Il s’agit de la d\u00e9couverte des\u00a0<\/span>quasi-stellar radio sources<\/span><\/i>, des\u00a0<\/span>quasars<\/span><\/a>\u00a0selon la d\u00e9nomination propos\u00e9e en 1964 par l’astrophysicien d’origine chinoise Hong-Yee Chiu. Or, la m\u00eame ann\u00e9e, le\u00a0<\/span>math\u00e9maticien<\/span><\/a>\u00a0n\u00e9o-z\u00e9landais Roy Kerr fait la d\u00e9couverte d’une autre solution de la\u00a0<\/span>relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale<\/span><\/a>. Comme il l’explique dans un article en acc\u00e8s libre sur\u00a0<\/span>arXiv<\/span><\/i><\/a>\u00a0le contexte \u00e9tait \u00e0 chercher \u00e0 rendre compte de l’existence des quasars \u00e0 l’aide de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale. On savait depuis\u00a0<\/span>les travaux d\u2019Oppenheimer et ses \u00e9l\u00e8ves \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1930<\/span><\/a>\u00a0que la th\u00e9orie\u00a0 pr\u00e9voyait qu’une \u00e9toile sans rotation ayant \u00e9puis\u00e9 son carburant thermonucl\u00e9aire devait s’effondrer gravitationnellement, ce qui conduisait \u00e0 voir\u00a0en face les bizarreries et les pathologies de la solution Schwarzschild.<\/span><\/p>\n

Une solution d\u00e9crivant un astre en rotation, un trou noir de Kerr<\/b><\/p>\n

Malgr\u00e9 plusieurs tentatives, personne n’avait trouv\u00e9 l’\u00e9quivalent des deux solutions de Schwarzschild pouvant d\u00e9crire ce qui serait une \u00e9toile en rotation, ce qui est probl\u00e9matique car elles tournent toutes. Or on pouvait penser qu’une rotation, qui devait n\u00e9cessairement augmenter du fait de la conservation du\u00a0<\/span>moment cin\u00e9tique<\/span><\/a>\u00a0(avec une\u00a0<\/span>force centrifuge<\/span><\/a>\u00a0qui le ferait \u00e9galement lors d’un\u00a0<\/span>effondrement<\/span><\/a>\u00a0gravitationnel\u00a0et s’opposant donc \u00e0 lui), devait conduire \u00e0 un moment \u00e0 l’arr\u00eat de cet effondrement et donc supprimer la pertinence de la solution\u00a0<\/span>pathologique<\/span><\/a>\u00a0de Schwarzschild lorsque la masse de l’astre devenait concentr\u00e9e sous une surface d’un rayon donn\u00e9.<\/span><\/p>\n

Inspir\u00e9 et int\u00e9ress\u00e9 par de nouvelles techniques de g\u00e9om\u00e9trie diff\u00e9rentielles, Kerr avait entrepris de trouver une telle solution. Nous ne la connaissons toujours pas aujourd’hui, sauf des approximations, mais il n’en reste pas moins vrai que Kerr avait bel et bien d\u00e9crit une solution rigoureusement exacte d\u00e9crivant le champ de gravitation ext\u00e9rieur d’un astre en rotation. Mais lequel ?<\/span><\/p>\n

Au cours de la d\u00e9cennie qui va suivre, notamment gr\u00e2ce aux travaux de\u00a0<\/span>Roger Penrose<\/span><\/a>\u00a0et Brandon Carter, on va comprendre que la solution de Kerr d\u00e9crit tous les trous noirs en rotation.<\/span><\/p>\n

Comme l’accr\u00e9tion de mati\u00e8re sur un astre tr\u00e8s compact doit lib\u00e9rer une quantit\u00e9 plus importante d’\u00e9nergie pour une quantit\u00e9 de mati\u00e8re donn\u00e9e, notamment de l’<\/span>hydrog\u00e8ne<\/span><\/a>, que par des r\u00e9actions de\u00a0<\/span>fusion<\/span><\/a>\u00a0thermonucl\u00e9aire, on pouvait penser qu’un trou noir de Kerr supermassif accr\u00e9tant de la mati\u00e8re pouvait d’une fa\u00e7on ou d’une autre produire l’extraordinaire quantit\u00e9 d’\u00e9nergie expliquant la luminosit\u00e9 des quasars. Des mod\u00e8les de disques d’accr\u00e9tion entourant des trous noirs vont donc \u00eatre construits, notamment par\u00a0<\/span>Kip Thorne et Igor Novikov<\/span><\/a>\u00a0en 1973 et \u00e9galement \u00e0 la m\u00eame \u00e9poque par\u00a0<\/span>Nikolai \u00a0Shakura et Rashid Sunyaev<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Un trou noir transform\u00e9 en dynamo magn\u00e9tique<\/b><\/p>\n

Toutefois, ce qui va vraiment tout changer c’est la d\u00e9couverte faite en 1977 par deux jeunes astrophysiciens relativistes alors \u00e0 l’universit\u00e9 de Cambridge, Roger Blandford et Roman Znajek.\u00a0<\/span>Roger Penrose avait d\u00e9j\u00e0 montr\u00e9 \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1960 qu\u2019il \u00e9tait possible d\u2019extraire de l\u2019\u00e9nergie en ralentissant la rotation d\u2019un trou noir et donc en puisant dans son \u00e9nergie cin\u00e9tique de rotation<\/span><\/a>. Les deux chercheurs vont construire un sc\u00e9nario plus \u00e9labor\u00e9 que celui de Penrose, mais bas\u00e9 sur la m\u00eame id\u00e9e.<\/span><\/p>\n

C’est ce processus dit de\u00a0<\/span>Blandford-Znajek<\/span><\/a>\u00a0qui va s’imposer pour expliquer non seulement la luminosit\u00e9 des quasars mais l’existence de jets de mati\u00e8re souvent associ\u00e9s et que l’on peut d\u00e9tecter par exemple lorsqu’ils produisent deux sources radio\u00a0aux extr\u00e9mit\u00e9s de ces jets quand ils entrent en collision avec le milieu intergalactique.<\/span><\/p>\n

Il n’\u00e9tait soutenu jusqu’ici en grande partie que par des\u00a0<\/span>simulations num\u00e9riques<\/span><\/a>\u00a0et des calculs analytiques. Mais comme l’explique aujourd’hui un long article publi\u00e9 par\u00a0<\/span>Quanta Magazine<\/span><\/i><\/a>, le c\u00e9l\u00e8bre et r\u00e9put\u00e9 \u00a0p\u00e9riodique num\u00e9rique de la Fondation Simons qui couvre les derniers d\u00e9veloppements en physique, math\u00e9matiques, biologie et informatique, cette situation est en passe d’\u00eatre r\u00e9volutionn\u00e9e par les observations de l’<\/span>Event Horizon Telescope<\/span><\/i>\u00a0avec M87*.<\/span><\/p>\n

L’instrument a fourni des images et des mesures, surtout au niveau de la polarisation de la lumi\u00e8re \u00e9mise par le disque d’accr\u00e9tion autour du trou noir supermassif (une observation dont Futura avait d\u00e9j\u00e0 rendu compte dans le pr\u00e9c\u00e9dent article ci-dessous) qui sont en droite ligne avec les pr\u00e9dictions du processus de Blandford-Znajek, plus pr\u00e9cis\u00e9ment de l’un des deux principaux sc\u00e9narios d’accr\u00e9tion \u00e9tudi\u00e9s \u00e0 l’<\/span>ordinateur<\/span><\/a>\u00a0depuis un moment. De fa\u00e7on \u00e9tonnante, ce n’est pas celui qui apparaissait le plus cr\u00e9dible qui est aujourd’hui test\u00e9 et favoris\u00e9 par les donn\u00e9es de l’EHT.<\/span><\/p>\n


\n<\/span>Voyons de quoi il en retourne. Lorsque de la mati\u00e8re forme un disque d’accr\u00e9tion, elle tombe en spirale vers le corps attracteur, tournant d’autant plus vite qu’elle s’en approche. Elle est initialement sous forme d’un\u00a0<\/span>gaz<\/span><\/a>, or ce gaz est visqueux ce qui veut dire qu’en raison des diff\u00e9rences de\u00a0<\/span>vitesse<\/span><\/a>\u00a0entre deux anneaux concentriques de mati\u00e8re dans le disque il va y avoir des forces de frottement qui vont chauffer le gaz.<\/span><\/p>\n

Le disque de mati\u00e8re autour d’un trou noir va donc s’ioniser, des\u00a0<\/span>courants \u00e9lectriques<\/span><\/a>\u00a0et des champs magn\u00e9tiques vont na\u00eetre dans le plasma form\u00e9. Il existe toute une th\u00e9orie de ces ph\u00e9nom\u00e8nes en\u00a0<\/span>espace-temps<\/span><\/a>\u00a0courbe. Blandford et Znajek l’ont utilis\u00e9e pour d\u00e9crire ce qui se passait en raison des propri\u00e9t\u00e9s de la m\u00e9trique de l’espace-temps de Kerr, comme disent les sp\u00e9cialistes dans leur jargon.<\/span><\/p>\n

Autour de l’horizon sph\u00e9rique du trou noir existe alors une zone en forme d’ellipso\u00efde de rotation appel\u00e9e l’ergosph\u00e8re. Un corps en chute libre radialement sera contraint d’avoir une composante de rotation suppl\u00e9mentaire en p\u00e9n\u00e9trant dans cette r\u00e9gion. C’est aussi vrai pour les lignes de champs magn\u00e9tiques g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par le disque, de sorte que tout se passe au final comme si on avait un\u00a0<\/span>aimant<\/span><\/a>\u00a0en rotation et l’\u00e9quivalent d’une\u00a0<\/span>dynamo<\/span><\/a>\u00a0produisant des diff\u00e9rences de potentiel.<\/span><\/p>\n

Deux cons\u00e9quences essentielles en d\u00e9coulent. Tout d’abord ces diff\u00e9rences vont acc\u00e9l\u00e9rer des particules charg\u00e9es presque \u00e0 la\u00a0<\/span>vitesse de la lumi\u00e8re<\/span><\/a>\u00a0et enfin la rotation du trou noir va tordre les lignes de champs magn\u00e9tiques et certaines vont former une sorte de tube torsad\u00e9 suivant l’axe de rotation du trou noir et le long duquel les particules charg\u00e9es vont s’\u00e9lever. Clairement, il s’agit des jets des trous noirs supermassifs, ces particules se mettant alors \u00e0 rayonner intens\u00e9ment, ce qui va produire des paires de particules-<\/span>antiparticules<\/span><\/a>\u00a0elles-m\u00eames acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es et ainsi de suite.<\/span><\/p>\n

UNE VUE D’ARTISTE D’UN TROU NOIR SUPERMASSIF EN ROTATION ENTOUR\u00c9 D’UN DISQUE DE MATI\u00c8RE. ON VOIT AUSSI UN JET DE PARTICULES S’\u00c9LEVANT DU TROU NOIR. \u00a9 NASA\u00a0<\/span><\/p>\n

Une accr\u00e9tion \u00ab folle \u00bb\u00a0ou \u00ab saine \u00bb\u00a0?<\/b><\/p>\n

Comment connecter ces explications avec les images de M87* fournies par l’EHT ? Il se trouve que les champs magn\u00e9tiques peuvent influer sur la polarisation de la lumi\u00e8re \u00e9mise (des explications d\u00e9taill\u00e9es sur la polarisation de la lumi\u00e8re ont \u00e9t\u00e9 donn\u00e9es dans le pr\u00e9c\u00e9dent article ci-dessous) de sorte qu’en mesurant la polarisation des ondes radio\u00a0g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par le trou noir supermassif et son disque d’accr\u00e9tion – ce que peut justement faire l’EHT -,\u00a0on peut former une image montrant la structure magn\u00e9tique du disque.<\/span><\/p>\n

Celle obtenue montre des bandes r\u00e9guli\u00e8res d\u00e9coulant d’une forte polarisation s’enroulant en spirale impliquant des lignes de champs magn\u00e9tiques et un \u00e9coulement du plasma ordonn\u00e9, exactement selon l’un des sch\u00e9mas autoris\u00e9s par le processus de Blandford-Znajek\u00a0et qui g\u00e9n\u00e8re des jets de particules.<\/span><\/p>\n

Un autre de ces sc\u00e9narios, celui attendu, aurait eu la signature d’un \u00e9coulement nettement plus turbulent et chaotique. Les champs magn\u00e9tiques y sont faibles et c’est l’accr\u00e9tion de mati\u00e8re qui contr\u00f4le la production des jets, accr\u00e9tion qui s’accompagne\u00a0d’une forte\u00a0<\/span>turbulence<\/span><\/a>\u00a0du plasma. Pour les astrophysiciens num\u00e9riciens qui \u00e9tudiaient ce mod\u00e8le, il\u00a0<\/span>porte<\/span><\/a>\u00a0le nom de\u00a0<\/span>Sane<\/span><\/i>, un jeu de mots avec l’acronyme en anglais de\u00a0<\/span>stable and normal evolution<\/span><\/i>.<\/span><\/p>\n

D’autres chercheurs favorisaient le mod\u00e8le\u00a0<\/span>magnetically arrested disk<\/span><\/i>, MAD, o\u00f9 les champs magn\u00e9tiques sont intenses et contr\u00f4lent le processus de Blandford-Znajek et r\u00e9duisent fortement les manifestations de la turbulence et du chaos (<\/span>sane<\/span><\/i>\u00a0est utilis\u00e9 pour d\u00e9crire une personne saine d’esprit en anglais, au contraire de\u00a0<\/span>mad)<\/span><\/i>.<\/span><\/p>\n

Les\u00a0<\/span>mod\u00e9lisations<\/span><\/a>\u00a0sur ordinateurs qui avaient commenc\u00e9 au cours des ann\u00e9es 1980 et qui depuis les ann\u00e9es 2000 voyaient l’affrontement des sc\u00e9narios Sane et MAD sont donc finalement entr\u00e9es en contact avec l’exp\u00e9rience qui semble avoir tranch\u00e9 en faveur de MAD.<\/span><\/p>\n

Les champs magn\u00e9tiques entourant le trou noir M87* r\u00e9v\u00e9l\u00e9s en image par l’EHT<\/b><\/p>\n

Apr\u00e8s avoir livr\u00e9 en 2019 la toute premi\u00e8re image d’un trou noir, la collaboration de l’<\/b>Event Horizon Telescope<\/i><\/b>\u00a0(EHT) en r\u00e9v\u00e8le une nouvelle en lumi\u00e8re polaris\u00e9e. C’est la toute premi\u00e8re constituant une signature des champs magn\u00e9tiques \u00e0 si grande proximit\u00e9 d’un trou noir supermassif, en l’occurrence M87*. Voil\u00e0 de quoi mieux comprendre la physique des quasars.<\/b><\/p>\n

Il y a presque deux ans,\u00a0<\/span>le 10 avril 2019, les membres de la collaboration EHT rendaient publique la toute premi\u00e8re image d\u2019un trou noir, r\u00e9v\u00e9lant l\u2019existence d\u2019une structure annulaire brillante en p\u00e9riph\u00e9rie d\u2019une r\u00e9gion centrale sombre<\/span><\/a>\u00a0que tout indiquait \u00eatre l’ombre de l’horizon des \u00e9v\u00e9nements d’un trou noir supermassif.\u00a0Cet astre, au moins incontestablement compact, se trouve au c\u0153ur de la grande galaxie elliptique M87 \u00e0 laquelle les radiot\u00e9lescopes ont associ\u00e9 une source radio d\u00e9signant d\u00e9sormais le trou noir : M87*. Futura a consacr\u00e9 plusieurs articles \u00e0 cette d\u00e9couverte, dont le pr\u00e9c\u00e9dent ci-dessous. Elle venait confirmer les travaux de pionnier de\u00a0<\/span>Jean-Pierre Luminet<\/span><\/a>\u00a0et ses coll\u00e8gues sur l’aspect visible des trous noirs, lorsqu’ils sont entour\u00e9s d’un disque d’accr\u00e9tion.<\/span><\/p>\n

Les images de l’EHT font de M87* un laboratoire naturel pour tester de la\u00a0<\/span>nouvelle physique<\/span><\/a>\u00a0en compl\u00e9ment de l’\u00e9tude des\u00a0<\/span>ondes gravitationnelles<\/span><\/a>. On peut esp\u00e9rer qu’elles vont aider \u00e0 percer certains des myst\u00e8res de\u00a0<\/span>l\u2019\u00e9cume de l\u2019espace-temps<\/span><\/a>, pour reprendre le titre du r\u00e9cent ouvrage que Jean-Pierre Luminet a consacr\u00e9 \u00e0 ce sujet.<\/span><\/p>\n

La collaboration EHT rassemble plus de 300 chercheurs issus de tous les continents. Certains d’entre eux sont mentionn\u00e9s dans le tout dernier communiqu\u00e9 de l’<\/span>ESO<\/span><\/a>, qu’accompagnent trois articles\u00a0<\/span>distincts<\/span><\/a>\u00a0au sein de\u00a0<\/span>The Astrophysical<\/span><\/i><\/a>\u00a0<\/span><\/i>Journal Letters<\/span><\/i><\/a>.<\/span><\/p>\n

Ils expliquent une nouvelle d\u00e9couverte que les analyses des donn\u00e9es collect\u00e9es avant 2019 par un ensemble d’instruments r\u00e9partis sur toute\u00a0la plan\u00e8te, et fonctionnant comme un radiot\u00e9lescope g\u00e9ant d’une taille comparable \u00e0 celle de la Terre, ont permise.<\/span><\/p>\n

Virtuel, cet\u00a0<\/span>\u0153il<\/span><\/a>\u00a0de la noosph\u00e8re est tout de m\u00eame dot\u00e9 en cons\u00e9quence du pouvoir de\u00a0<\/span>r\u00e9solution<\/span><\/a>\u00a0angulaire le plus \u00e9lev\u00e9 \u00e0 ce jour en astronomie, ce qui lui permet de r\u00e9v\u00e9ler des d\u00e9tails in\u00e9dits d’un astre pourtant situ\u00e9 \u00e0 environ 55 millions d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Voie lact\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Pour s’en faire une id\u00e9e, il suffit de savoir que s’il s’agissait d’un t\u00e9lescope op\u00e9rant dans le visible,\u00a0l’EHT permettrait de mesurer la taille d’une carte de cr\u00e9dit \u00e0 la surface de la\u00a0<\/span>Lune<\/span><\/a>. Il est constitu\u00e9 de huit radiot\u00e9lescopes parmi lesquels figurent l’<\/span>Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array<\/span><\/i>\u00a0(Alma) et l’<\/span>Atacama Pathfinder Experiment<\/span><\/i>\u00a0(<\/span>Apex<\/span><\/a>), op\u00e9rant tous deux sous le contr\u00f4le de\u00a0<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

La lumi\u00e8re polaris\u00e9e, une cl\u00e9 de l’astrophysique<\/b><\/p>\n

Comment r\u00e9sumer en quelques lignes la d\u00e9couverte de l’EHT aujourd’hui annonc\u00e9e ? Probablement avec les commentaires dans le\u00a0<\/span>communiqu\u00e9 de l\u2019ESO<\/span><\/a>\u00a0de Monika Mo\u015bcibrodzka, coordinatrice du Groupe de travail sur la polarim\u00e9trie de l’EHT et Professeure adjointe \u00e0 l’Universit\u00e9 Radboud aux Pays-Bas\u00a0: \u00ab\u00a0<\/span>Nous sommes en train d’acqu\u00e9rir l’indispensable \u00e9l\u00e9ment de compr\u00e9hension du comportement des champs magn\u00e9tiques autour des trous noirs, et de l’impact, sur cette r\u00e9gion extr\u00eamement compacte, de toute cette activit\u00e9 sur la g\u00e9n\u00e9ration de puissants jets qui s’\u00e9tendent bien au-del\u00e0 de la galaxie.<\/span><\/i>\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

Qu’est-ce \u00e0 dire\u00a0? Pour le comprendre, il faut savoir qu’une onde lumineuse peut se d\u00e9crire comme un champ \u00e9lectrique qui est sous la forme d’une fl\u00e8che perpendiculaire \u00e0 la direction de propagation du rayon lumineux associ\u00e9 \u00e0 cette onde et qui peut osciller comme un poids au bout d’un ressort. On parle alors de polarisation lin\u00e9aire de la lumi\u00e8re quand la direction de la fl\u00e8che reste selon une m\u00eame droite le long de la propagation de l’onde. Une lumi\u00e8re non polaris\u00e9e serait d\u00e9crite par une fl\u00e8che dont la direction, bien que toujours perpendiculaire au rayon lumineux, varie chaotiquement. Lorsque la fl\u00e8che oscille tout\u00a0en tournant r\u00e9guli\u00e8rement avec son extr\u00e9mit\u00e9 sur un cercle, on parle de polarisation circulaire.<\/span><\/p>\n

La lumi\u00e8re \u00e9mise par un corps chauff\u00e9, comme le Soleil, n’est pas polaris\u00e9e. Mais, en pr\u00e9sence d’un champ magn\u00e9tique ou plus g\u00e9n\u00e9ralement en interagissant avec certains mat\u00e9riaux, par exemple en se r\u00e9fl\u00e9chissant sur du verre ou en traversant une roche tel le spath d’Islande, elle le devient. Du coup, mesurer la polarisation d’une onde lumineuse peut apporter de pr\u00e9cieux renseignements sur l’\u00e9tat du champ magn\u00e9tique d’un astre,\u00a0<\/span>comme justement le Soleil<\/span><\/a>, ou la structure et les propri\u00e9t\u00e9s de la mati\u00e8re travers\u00e9e.<\/span>
\n<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Les trous noirs, des moteurs\u00a0et g\u00e9n\u00e9rateurs magn\u00e9tiques<\/b><\/p>\n

Dans le cas d’un trou noir comme M87*, nous savons qu’il poss\u00e8de un disque d’accr\u00e9tion ainsi que des jets de particules dont l’un est m\u00eame rep\u00e9rable dans le visible, s’\u00e9tendant sur plus de 5.000 ann\u00e9es-lumi\u00e8re. M87* est donc \u00e0 l’origine de ce que l’on appelle un noyau actif de galaxie dont les exemples les plus spectaculaires sont\u00a0<\/span>les quasars<\/span><\/a>. Ces objets lib\u00e8rent des quantit\u00e9s d’\u00e9nergie lumineuse fabuleuses dont ne peuvent rendre compte de simples r\u00e9actions thermonucl\u00e9aires, comme dans le cas des \u00e9toiles.<\/span><\/p>\n

On peut rendre expliquer ces \u00e9missions d’\u00e9nergie colossales et l’existence de jets de particules acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es \u00e0 une fraction notable de la vitesse de la lumi\u00e8re en utilisant des mod\u00e8les fortement inspir\u00e9s de celui propos\u00e9 en 1977 par les astrophysiciens\u00a0<\/span>Roger Blandford et Roman Znajek<\/span><\/a>.<\/span><\/p>\n

Pour cela, il faut consid\u00e9rer un trou noir en rotation, donc d\u00e9crit par la fameuse m\u00e9trique de Kerr, entour\u00e9 d’un disque d’accr\u00e9tion chauff\u00e9 par des forces de frottements visqueux au point que la mati\u00e8re y devient ionis\u00e9e. Il appara\u00eet alors des courants \u00e9lectriques et des champs magn\u00e9tiques dont la description rel\u00e8ve des \u00e9quations de la magn\u00e9tohydrodynamique relativiste en espace-temps courbe. Avec un trou noir de Kerr, l’\u00e9nergie d’accr\u00e9tion et l’\u00e9nergie de rotation du trou noir se combinent pour que l’ensemble disque d’accr\u00e9tion et trou noir se comporte comme une sorte de\u00a0<\/span>g\u00e9n\u00e9rateur<\/span><\/a>\u00a0et d’acc\u00e9l\u00e9rateur de particules \u00e9lectromagn\u00e9tiques.<\/span><\/p>\n

Tout n’est cependant pas parfaitement compris dans ces processus complexes. Mais un excellent moyen de progresser dans l’\u00e9lucidation des \u00e9nigmes qu’ils posent (et qui nous emp\u00eachent de bien comprendre comment les trous noirs supermassifs croissent \u00e0 partir des\u00a0<\/span>courants froids de mati\u00e8re<\/span><\/a>\u00a0et influent \u00e0 leur tour l’\u00e9volution des galaxies en lib\u00e9rant de l’\u00e9nergie et en \u00e9mettant de puissants jets de particules) est justement de cartographier les lignes de champ\u00a0magn\u00e9tique\u00a0dans le disque d’accr\u00e9tion et aux abords de son horizon des \u00e9v\u00e9nements. C’est pr\u00e9cis\u00e9ment ce que permet la mesure de la polarisation de la lumi\u00e8re \u00e9mise par M87*.<\/span><\/p>\n


\n<\/span>C’est d’ailleurs ce qu’explique Iv\u00e1n Mart\u00ed-Vidal, \u00e9galement coordinateur du Groupe de travail sur la polarim\u00e9trie de l’EHT et chercheur \u00e9m\u00e9rite du GenT \u00e0 l’Universit\u00e9 de\u00a0<\/span>Valence<\/span><\/a>\u00a0en Espagne, dans le communiqu\u00e9 de l’ESO\u00a0: \u00ab<\/span>\u00a0ces travaux constituent une r\u00e9elle avanc\u00e9e\u00a0: la polarisation de la lumi\u00e8re est porteuse d’informations nous permettant de mieux comprendre les processus physiques \u00e0 l’\u0153uvre derri\u00e8re l’image acquise en avril 2019, ce qui \u00e9tait impossible auparavant<\/span><\/i>\u00a0\u00bb, et que confirme son coll\u00e8gue Andrew Chael, membre de la collaboration EHT, membre du\u00a0<\/span>Nasa<\/span><\/i><\/a>\u00a0<\/span><\/i>Hubble<\/span><\/i><\/a>\u00a0au Centre Princeton d\u00e9di\u00e9 \u00e0 la Science th\u00e9orique et de la\u00a0<\/span>Princeton Gravity Initiative<\/span><\/i>\u00a0aux \u00c9tats-Unis\u00a0: \u00ab<\/span>\u00a0les images polaris\u00e9es nouvellement publi\u00e9es sont essentielles pour comprendre la fa\u00e7on dont le champ magn\u00e9tique aide le trou noir \u00e0 se \u00ab\u00a0nourrir\u00a0\u00bb\u00a0de la mati\u00e8re environnante et \u00e0 \u00e9mettre de puissants jets<\/span><\/i>\u00a0\u00bb.<\/span><\/p>\n

Parmi les conclusions d\u00e9j\u00e0 atteintes : \u00ab\u00a0<\/span>les observations sugg\u00e8rent que les champs magn\u00e9tiques pr\u00e9sents sur le pourtour du trou noir sont suffisamment puissants pour repousser le gaz de temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e et l’aider \u00e0 r\u00e9sister \u00e0 l’attraction gravitationnelle du trou noir. Seul le gaz qui traverse le champ peut tourbillonner vers l’int\u00e9rieur, jusqu’\u00e0 l’horizon des \u00e9v\u00e9nements\u00a0<\/span><\/i>\u00bb, pr\u00e9cise\u00a0<\/span>Jason<\/span><\/a>\u00a0Dexter, Professeur adjoint \u00e0 l’Universit\u00e9 Boulder du Colorado, \u00c9tats-Unis, et coordinateur du Groupe de travail sur la Th\u00e9orie \u00e0 l’EHT.<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

Einstein a soulign\u00e9 vigoureusement, \u00e0 raison et \u00e0 plusieurs reprises, que la science reposait sur une libre cr\u00e9ation de concepts et de th\u00e9ories et qu’il n’y avait pas de chemin d\u00e9ductif logique, une m\u00e9thode, menant des donn\u00e9es de l’exp\u00e9rience \u00e0 la cr\u00e9ation d’une th\u00e9orie scientifique, contrairement \u00e0 ce qu’affirment certaines conceptions positivistes relevant de l’empirisme logique. En ce sens, et l’histoire des sciences le v\u00e9rifie amplement, de Kepler \u00e0 Schr\u00f6dinger, en passant par Newton et Einstein, toutes les sources d’inspiration\u00a0peuvent \u00eatre bonnes \u00e0 prendre et il n’est pas rare que des\u00a0<\/span>arch\u00e9types<\/span><\/a>\u00a0profonds soient \u00e0 la source des plus grandes avanc\u00e9es scientifiques et rationnelles, lesquelles vont \u00e0 leur tour r\u00e9sonner avec ces arch\u00e9types comme un\u00a0<\/span>Wolfgang Pauli<\/span><\/a>\u00a0le savait bien.<\/span><\/p>\n

Mais Einstein aurait sans aucun doute \u00e9t\u00e9 d’accord aussi avec les d\u00e9clarations de\u00a0<\/span>Richard Feynman<\/span><\/a>\u00a0d\u00e9crivant sa conception et sa pratique de la physique th\u00e9orique : \u00ab<\/span>\u00a0Le jeu auquel je joue est tr\u00e8s int\u00e9ressant. C’est de l’imagination dans une camisole de force\u00a0qui est la suivante : elle doit s’accorder avec les lois connues de la physique (…) Cela demande de l’imagination pour penser \u00e0 ce qui est possible, puis il faut une analyse en arri\u00e8re\u00a0pour voir si cela convient, si c’est autoris\u00e9\u00a0selon ce qui est connu, d’accord ?<\/span><\/i>\u00a0\u00bb Il y a en effet une logique de la d\u00e9couverte scientifique reposant\u00a0sur des m\u00e9thodes qui peuvent certes \u00eatre\u00a0r\u00e9vis\u00e9es et soumises \u00e0 la discussion rationnelle critique, comme l’avait bien compris Karl Popper, mais dont on ne peut faire l’impasse.<\/span><\/p>\n

L’Event Horizon Telescope, un outil\u00a0pour tester la th\u00e9orie des trous noirs<\/b><\/p>\n

La th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, avec ses mod\u00e8les cosmologiques et sa th\u00e9orie des trous noirs, est sans aucun doute un bon exemple de ces consid\u00e9rations qui touchent aussi bien \u00e0 l’\u00e9pist\u00e9mologie qu’\u00e0 la philosophie grecque et aux arts, tant il est vrai que les concepts d’un\u00a0espace-temps\u00a0<\/span>plastique<\/span><\/a>\u00a0et de trou noir fascinent l’esprit humain. Ces derniers\u00a0ont n\u00e9cessit\u00e9 pour \u00eatre explor\u00e9s, et surtout test\u00e9s, tout l’arsenal de la technologie et des m\u00e9thodes de traitements des donn\u00e9e de la science moderne, du\u00a0<\/span>laser<\/span><\/a>\u00a0au\u00a0<\/span>Deep learning<\/span><\/i><\/a>.<\/span><\/p>\n

On se souvient que des arguments de poids ont \u00e9t\u00e9 apport\u00e9s \u00e0 l’existence des trous noirs et \u00e0 l’exactitude de la th\u00e9orie les d\u00e9crivant avec les observations de la collaboration\u00a0<\/span>Event Horizon Telescope<\/span><\/i>\u00a0(EHT) qui a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 en 2019 la premi\u00e8re image de ce qui semble bien \u00eatre\u00a0<\/span>un trou noir supermassif dans la galaxie M87<\/span><\/a>. Cette image, qui montre en quelque sorte l’ombre de l’horizon des \u00e9v\u00e9nements du trou noir M87* par\u00a0<\/span>contraste<\/span><\/a>\u00a0avec son disque d’accr\u00e9tion et ce que l’on appelle sa sph\u00e8re de\u00a0<\/span>photon<\/span><\/a>, a \u00e9t\u00e9 obtenue au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es en combinant des observations faites par des radiot\u00e9lescopes de par le monde. C’est la fameuse technique de\u00a0<\/span>synth\u00e8se d’ouverture<\/span><\/a>\u00a0par\u00a0<\/span>interf\u00e9rom\u00e9trie<\/span><\/a>\u00a0qui permet de cr\u00e9er un radiot\u00e9lescope virtuel de la taille de la Terre ou presque \u00e0 partir de radiot\u00e9lescopes beaucoup plus petits r\u00e9partis sur les continents.<\/span><\/p>\n

L’observation s’est montr\u00e9e tout \u00e0 fait conforme aux simulations num\u00e9rique de pionnier qu’avait fait Jean-Pierre Luminet \u00e0 la fin des ann\u00e9es 1970 pour montrer ce \u00e0 quoi les observateurs pouvaient s’attendre \u00e0 voir en cherchant \u00e0 visualiser un trou noir et son environnement avec un disque d’accr\u00e9tion.<\/span><\/p>\n

Les vacillations du disque d’accr\u00e9tion d’un trou noir sous la cam\u00e9ra de l’EHT<\/b><\/p>\n

Via<\/span><\/i>\u00a0un article publi\u00e9 dans\u00a0<\/span>The Astrophysical Journal<\/span><\/i><\/a>,\u00a0<\/span><\/i>les membres de l’EHT font savoir aujourd’hui qu’ils sont all\u00e9s un cran plus loin en obtenant plusieurs images \u00e9tal\u00e9es sur quelques ann\u00e9es et qui permettent de faire un d\u00e9but de film de l’activit\u00e9 d’un trou noir avec son plasma turbulent.<\/span><\/p>\n

Le contenu de cet article est comment\u00e9 en ces termes dans un communiqu\u00e9 de\u00a0la collaboration EHT par son principal r\u00e9dacteur, Maciek Wielgus, astronome au Centre d’<\/span>astrophysique<\/span><\/a>\u00a0Harvard & Smithsonian et auteur principal de l’article\u00a0:\u00a0\u00ab\u00a0<\/span>L’ann\u00e9e derni\u00e8re, nous avons vu une image de l’ombre d’un trou noir, consistant en un croissant lumineux form\u00e9 par un plasma chaud tourbillonnant autour de M87 *, et une partie centrale sombre, o\u00f9 nous nous attendons \u00e0 ce que l’horizon des \u00e9v\u00e9nements du trou noir soit.<\/span><\/i><\/p>\n

Mais ces r\u00e9sultats \u00e9taient bas\u00e9s uniquement sur des observations effectu\u00e9es tout au long d’une\u00a0<\/span><\/i>fen\u00eatre<\/span><\/i><\/a>\u00a0d’une semaine en avril 2017, ce qui est bien trop court pour voir beaucoup de changements. Sur la base des r\u00e9sultats de l’ann\u00e9e derni\u00e8re, nous avons pos\u00e9 les questions suivantes : cette\u00a0<\/span><\/i>morphologie<\/span><\/i><\/a>\u00a0en forme de croissant est-elle coh\u00e9rente avec les donn\u00e9es d’archives ? Les donn\u00e9es d’archives indiqueraient-elles une taille et une orientation similaires du croissant ?<\/span><\/i>\u00a0\u00bb<\/span><\/p>\n

En effet, de 2009 \u00e0 2013, M87 * a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 par des prototypes de l’EHT avec des radiot\u00e9lescopes situ\u00e9s sur trois sites g\u00e9ographiques en 2009-2012 et quatre sites en 2013. En 2017, l’EHT a finalement utilis\u00e9 des instruments situ\u00e9s sur cinq sites g\u00e9ographiques distincts \u00e0 travers le monde.<\/span><\/p>\n

\u00ab\u00a0<\/span>Avec l’incroyable r\u00e9solution angulaire de l’EHT, nous aurions pu observer une partie de billard se jouer sur la Lune sans perdre de vue le score !<\/span><\/i>\u00a0\u00bb rappelle Maciek Wielgu. Lui et ses coll\u00e8gues ont b\u00e9n\u00e9fici\u00e9 de l’exp\u00e9rience acquise\u00a0pour d\u00e9velopper des outils permettant d’extraire des informations des observations datant d’avant 2017.<\/span><\/p>\n

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Les trous noirs supermassifs accr\u00e9tant de la mati\u00e8re et avec des jets de particules sont parmi les objets les plus \u00e9nerg\u00e9tiques de l’Univers observable, en particulier quand ils se pr\u00e9sentent sous la forme de quasars. Les membres de la collaboration de l\u2019Event Horizon Telescope\u00a0(EHT) font des progr\u00e8s continuel pour comprendre ses ph\u00e9nom\u00e8nes faisant intervenir la rotation des trous noirs et de puissants champs magn\u00e9tiques. Le dernier progr\u00e8s concerne la mise en \u00e9vidence d’\u00e9missions de lumi\u00e8re polaris\u00e9e circulairement. n sait que, d\u00e8s 1964, les grands\u00a0astrophysiciens\u00a0russes Yakov Zel’dovich et \u00a0Igor Novikov, ind\u00e9pendamment et au m\u00eame moment que leur coll\u00e8gue Edwin Salpeter aux […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":5205,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[23],"tags":[],"class_list":["post-5204","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-rse"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5204","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5204"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5204\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5206,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5204\/revisions\/5206"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5205"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5204"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5204"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/afrikmanagement.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5204"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}