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L’image d’un monstre supermassif dévoilée

27 avril 2019

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L’image d’un monstre supermassif dévoilée

Cette image a été dévoilée aux yeux du grand public le 10 avril 2019.

 

6,4 Milliard de fois plus massique que le soleil, ce trou noir est au centre de la galaxie M87,  (Messier 87 découverte en 1781 par l’astronome français Charles Messier ) située à plus de 50 M d’années lumière de la Terre.

 

Et non, il ne s’agit pas du trou noir de notre galaxie comme on pourrait le penser ! M87 et notre Voie lactée sont séparées. Ce sont deux galaxies différentes.

image M87

Comment a-t-on obtenu cette image ? 

L’Event Horizon Telescope (en abrégé EHT, littéralement le Télescope de l’horizon des évènements) crée en 2006 est un réseau de 8 télescopes terrestres situées aux 4 coins de la Terre conçu afin d’étudier l’environnement de Sagittaire A*, le trou noir supermassif du centre de la Voie lactée et celui de la galaxie M87.                                         

Treize ans après, c’est fait ! Enfin, seulement le trou noir de M87, car notre trou noir à nous n’a pas encore été capturé par image et vous verrez pourquoi par la suite.                                                                                                                                           

Un trou noir est délimité par une frontière invisible appelée horizon des événements, au-delà de laquelle rien ne peut revenir. En clair il absorbe la matière, l’énergie présente autour de lui.

Remontons le temps.. au siècle dernier à l’année 1915, date de la découverte de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. Celle-ci démontre pour la première fois que des corps aussi massifs que des étoiles peuvent, dans certaines conditions, s’effondrer sous l’effet de leur propre gravité jusqu’à former une région de l’Espace dont plus rien, ni la matière, ni la lumière ne peuvent sortir : un trou noir.

Avant d’obtenir une telle image, des chercheurs ont effectué des simulations par ordinateur de ce qui pouvait ressembler à un trou noir, et ils étaient très proche du résultat car la simulation finale est fortement similaire à la photo :

simulation
image du trou noir

 

Finalement pourquoi la première photo d’un trou noir est celle de M87. Pourquoi pas Sagittarius A* ?

Le trou noir supermassif de notre galaxie a beau être beaucoup plus près de nous, il est aussi moins massif et donc développe moins d’énergie gravitationnelle. De plus petite taille, il varie régulièrement. À cause de cette variabilité les scientifiques ont besoin de plus de temps et des études plus précises pour obtenir son image.

Lexique 

  1. En astrophysique, un trou noir est un objet céleste si compact que l’intensité de son champ gravitationnel empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. Un trou noir étant invisible par nature, l’image montre en réalité la matière qui gravite autour. De tels objets ne peuvent ni émettre, ni diffuser la lumière et sont donc noirs, ce qui en astronomie revient à dire qu’ils sont optiquement invisibles.
  2. Une galaxie elliptique est une galaxie dont la forme est ronde ou ovale et composée de vieilles étoiles

leurs caractéristiques générales sont :

  • Le mouvement des étoiles est aléatoire contrairement aux galaxies spirales où l’ensemble des étoiles est en rotation.
  • Elles contiennent une faible proportion de matière et de gaz interstellaire et par conséquent, peu de nouvelles étoiles peuvent s’y former.
  • Elles sont constituées de vieilles étoiles

3.   Un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est de l’ordre d’un million de masses solaires ou plus. Plusieurs types de trous noirs existent : les trous noirs primordiaux, les trous noirs stellaires, les trous noirs intermédiaires et les trous noirs supermassifs. Ces derniers sont les plus massifs et leur masse peut atteindre jusqu’à 21 milliards de masses solaires. Les trous noirs supermassifs se trouvent au centre des galaxies massives comme la notre et notre trou noir correspond à la source Sagittarius A*.  

4.  La Voie lactée ( Milky Way en anglais ), aussi nommée la Galaxie, est la galaxie dans laquelle se trouve le Système solaire. C’est une galaxie spirale barrée qui comprend de 200 à 400 milliards d’étoiles et au minimum 100 milliards de planètes. Son diamètre est estimé à environ 100 000 à 120 000 années-lumière. Bon ce ne sont que des chiffres mais des chiffres qui veulent dire beaucoup. Ils traduisent l’immensité de notre galaxie par ailleurs, du reste de l’Univers. La Milky Way est constitué d’un trou noir supermassif.              

image Sgr A

( Sagittarius A* ) Elle est observée pour la première fois par Galilée en 1610.

5.  Sagittarius A ( Sgr A) est une source radio complexe située au centre de notre galaxie. Elle tire son nom de la constellation du Sagittaire. Elle est formée de trois composants :

  • Sagittarius A Est, les restes d’une supernova
  • Sagittarius A Ouest, une structure en spirale
  • Sagittaire A*, une radio-source compacte et extrêmement brillante au centre de la spirale.

C’est ce troisième composant qui nous intéresse car Sagittarius A* représente notre trou noir, celui de notre galaxie, la voie lactée.

 

 

Galerie 

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) Chili
Radiotélescope de Pico Veleta en Espagne

 

Grand Télescope Millimétrique (GTM) Mexique
HHSTO (Heinrich Hertz Submillimeter Telescope Observatory) Arizona

 

(James Clerk Maxwell Telescope ou JCMT) Hawaï

 

 

Submillimeter Array (SMA) Hawaï

 

South Pole Telescope (SPT) Antarctique
Atacama Large Millimeter Array (ALMA) Chili

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Un peu de culture 

système solaire dans notre galaxie

La grande traînée lumineuse que l’on peut observer lors d’une nuit claire d’été n’est autre que notre bonne vieille voie lactée, ou plutôt, un de ses bras car notre système solaire est situé en périphérie de celle ci : 

(le cercle montre le système solaire )

une partie de la voie lactée vue de la Terre

 

 

 

 

 

 

 

 

Lorsque on a décidé d’attribuer le nom, de “trou noir”, les français n’étaient pas vraiment d’accord.

Stephen Hawking l’exprime très bien dans son livre de poche “Dernière nouvelles des trous noirs”

 

Extrait du livre : 

“John Wheeler (physicien américain) introduisit le terme “trou noir” en 1967. On parlait auparavant d’étoile gelée, ou d’astre occlus. Le terme choisi soulignait que les restes des étoiles effondrées étaient des objets d’étude à part entière, indépendamment de la façon dont ils s’étaient formés. Le succès fut immédiat, le nouveau nom suggérant quelque chose de sombre et mystérieux. Les Français comme il fallait s’y attendre crurent déceler une signification plus osée. Pendant des années, ils boycottèrent le terme “trou noir” jugé obscène. Mais c’était un peu comme essayer de lutter contre weekend ou d’autres anglicismes. A la fin, ils durent s’incliner.”                  

Il clarifie aussi le terme d’ “horizon des événements”

“Un trou noir possède une frontière qu’on appelle horizon des événements. A cet endroit, la gravité devient suffisamment forte pour dévier et capturer les rayons lumineux. Comme rien ne se déplace plus vite que la lumière, si celle-ci ne peut s’échapper, rien d’autre ne le pourra. Traverser l’horizon des événements, c’est un peu comme faire du canoë sur les chutes du Niagara. En amont des chutes vous pouvez vous en sortir si vous pagayez assez fort, mais une fois le plateau dépassé  (l’horizon) vous êtes perdu. Il n’y a pas de retour possible”

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