Un article récapitulatif, intitulé «Focus on the First Event Horizon Telescope Results» paru dans la revue The Astrophysical Journal Letters, fait la synthèse de travaux, publiès dans une série de six articles, rapportant la réalisation de la toute première image d’un trou noir au moyen de l’Event Horizon Telescope (EHT), un réseau de huit radiotélescopes sur 4 continents différents, conçu à cet effet. En l'occurrence, l’ombre du trou noir supermassif situé au cœur de la galaxie M87 (*) a été obtenue par imagerie.

Rappelons tout d'abord que c’est en 2017 que l'EHT «a relié pour la première fois huit observatoires répartis sur quatre continents», en «utilisant une technique d’interférométrie qui exploite la rotation de notre planète», créant ainsi «un immense télescope virtuel d’une ouverture théorique égale au diamètre de la Terre». En fait, cette technique «a nécessité une synchronisation extrêmement précise des huit radiotélescopes, en utilisant des horloges atomiques ultra-précises».

Au bout du compte, ce dispositif «a permis à l’EHT d’atteindre une sensibilité et une résolution spatiale (20 microsecondes d’arc) jamais obtenues auparavant», puisqu'il «permettrait de lire depuis Paris un journal situé à New York». Il a été mobilisé pour observer, «les 5, 6, 10 et 11 avril 2017», le trou noir au centre de la galaxie M87, qui, du fait de sa masse exceptionnelle et de «sa proximité relative avec la Terre (à 'seulement' 55 millions d’années-lumière de nous)», était «un candidat parfait pour l’EHT».

Concrètement, «environ quatre petabytes de données» ont été enregistrées, «avant d’être traitées par des supercalculateurs dédiés à Bonn (Allemagne) et à Haystack (Etats-Unis)». Pour sa part, «l’institut de radioastronomie millimétrique (Iram), fondé en 1979 par le CNRS et la Max-Planck-Gesellschaft (MPG, Allemagne), a joué un rôle clé dans ce résultat via son télescope de 30 mètres, situé près de Grenade, l’antenne unique la plus sensible du réseau EHT et la seule station d’observation en Europe à participer à la campagne d’observation 2017: sans lui, l’obtention de cette première image d’un trou noir n’aurait pas été possible».

L'image publiée «montre clairement une structure d’anneau avec une région centrale circulaire et obscure: c’est l’ombre du trou noir, qui se détache sur un fond brillant, exactement ce que prédit la relativité générale d’Einstein». Cette ombre, «combinaison de déviations gravitationnelles de la lumière», qui «regorge d’informations sur la nature de ces objets fascinants», a permis «de mesurer l’énorme masse du trou noir : 6,5 milliards de fois celle de notre Soleil, située dans une région de 20 milliards de kilomètres de large, soit à peine deux fois notre système solaire».

 
Plus précisément, «la structure orange correspond à la matière surchauffée autour du trou noir, un plasma chaud de gaz», dont «la lumière est déviée et renforcée par le trou noir qui agit comme une lentille». Cette «asymétrie entre la partie brillante dans le bas de l’anneau et celle moins brillante en haut est une signature très claire de la déformation de l’image engendrée par la présence du trou noir et correspond exactement à ce que les simulations numériques des scientifiques avaient prédit». En particulier, cette image publiée «démontre quarante ans plus tard combien était juste la toute première simulation au monde réalisée par Jean-Pierre Luminet, alors jeune chercheur au CNRS».

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(*) M87