[Astronomie] Première photo d’un trou noir : comment bien la comprendre ?

Depuis des milliers d’années, l’humanité observe le ciel et perçoit l’Univers comme une chose mystérieuse, voire inconcevable. Si l’espace tient une telle réputation, c’est en partie grâce aux monstres célestes que l’on nomme « trous noirs ». Le 10 avril 2019, il a enfin été possible d’associer un visage à ceux-ci. Le monde entier a pu imager pour la première fois ces objets massifs, si dangereux qu’on croirait les avoir rêvés.

Le résultat est splendide, effrayant, mais peut-être difficile à comprendre aussi. Aujourd’hui, je vous explique comment interpréter la première photo du trou noir M87.


Un petit rappel…

Un trou noir est une région de l’espace si dense que sa gravité ne permet ni à la matière ni à la lumière de s’en échapper. Imaginez un petit dé dans lequel on aurait compressé la planète Terre entière. C’est le principe d’un trou noir, mais avec des proportions encore plus exagérées.

Avec cette information en tête, vous avez les connaissances de base pour comprendre cet article. L’astronomie est un sujet très complexe. Pour une personne qui n’est pas renseignée sur le domaine, les articles qui parlent de récentes découvertes peuvent sembler inaccessibles. C’est pour cette raison que j’ai décidé de composer ce texte de manière simple et épurée, sans chiffres et sans explications poussées.

Bonne lecture !


Partie I : La matière

Cette première partie se consacre aux régions rouges* qui forment une sorte d’anneau autour du trou noir. Elles sont composées par la matière — principalement du gaz et de la poussière — qui tourne en orbite à une vitesse extrêmement élevée. Ce lieu est plus chaud que notre Soleil. Au-delà de ce point, tout ce qui possède de la masse est immédiatement dévoré par le trou noir.

*lire partie IV.


Partie II : La lumière

La lumière, elle, ne possède pas de masse. Elle peut donc se rendre un peu plus loin que la matière avant d’être aspirée à jamais. C’est ce qui cause la magnifique bague lumineuse que l’on remarque autour du trou noir. Pourquoi a-t-elle un côté plus brillant que l’autre ?

La partie la plus lumineuse représente les rayons de lumière qui se dirigent vers nous. La partie moins éclairée est donc composée par la lumière qui s’éloigne de nous.


Partie III : Le trou noir

En observant cette image, on pourrait facilement croire que le coeur sombre situé au centre de la photo est le trou noir entier. C’est bien là où il se trouve, mais le cercle qu’on voit est en réalité 2.6 fois plus grand que l’horizon des événements (la limite à partir de laquelle plus rien ne s’échappe). Puisque la lumière environnante est trop rapprochée du trou noir et qu’elle ne peut s’en libérer pour se rendre jusqu’à nos telescopes, on aperçoit une région noire qui s’étend jusqu’à la distance nécessaire pour que les rayons ne soient pas dévorés. Cette ombre cache donc la véritable silhouette du trou noir.


Partie IV : La couleur

La photo dévoilée par le EMT (Event Horizon Telescope) présente une teinte orangée qui rappelle à de nombreux fans l’Oeil de Sauron. Malheureusement, si on pouvait voyager pour se rendre à proximité du trou noir, le spectacle n’aurait pas les mêmes couleurs : le trou noir serait entouré d’une lueur blanche, avec quelques nuances de rouge et de bleu, plutôt qu’orange. Cependant, afin de bien traduire les différentes intensités lumineuses, l’équipe de recherche EMT a décidé de changer la carte de couleur de la photo. Les régions jaunes sont celles qui émettent le plus de lumière, les régions rouges sont celles qui sont un peu moins brillantes et les régions noires ne présentent presque aucun rayonnement.


Partie V : Conclusion

La première photo d’un trou noir est un événement tout à fait historique. Elle vient confirmer les théories et elle vient répondre aux questions des savants qui regardaient le ciel autrefois et qui le regardent encore aujourd’hui.

Au dévoilement de l’image le 10 avril 2019, j’ai tout de suite été émerveillée par la ressemblance entre ce vrai trou noir et celui qui avait été créé pour le film Interstellaire. Le physicien américain Kip Thorne avait été engagé pour composer une équation mathématique qui donnerait naissance à un trou noir plausible, et l’image suivante en avait été le résultat.

Si la photo prise par nos telescopes n’était pas aussi floue, je suis certaine qu’on observerait une forme presque identique à celle-ci. Il est incroyable que sans jamais avoir vu un trou noir, il ait été possible pour Kip Thorne de créer une version imaginée qui se rapprochait autant de la réalité.


Merci d’avoir lu cet article, j’espère qu’il a su répondre à vos questions quant à la première photo d’un trou noir. S’il y a des points que vous aimeriez que j’approfondisse ou s’il y a des détails qui doivent être clarifiés, n’hésitez pas à me laisser un commentaire pour m’en informer !

Une réflexion au sujet de « [Astronomie] Première photo d’un trou noir : comment bien la comprendre ? »

  1. C’est intéressant de nous montrer aussi le trou noir imaginé pour la réalisation du film Interstellaire, merci Mamaki

Laisser un commentaire