Le réseau du télescope Event Horizon a produit la première image d’un trou noir, publiée en 2019, à l’aide de radiotélescopes.Maintenant, les astronomes analysent l’objet à différentes longueurs d’onde pour révéler ses secrets ci-dessus, un avion en lumière polarisée qui permet aux scientifiques de déterminer le champ magnétique du trou noir

Au cœur d’une galaxie géante, à 55 millions d’années-lumière de la Terre, un trou noir crée une masse équivalente à 65 milliards de soleils ont expulsé une fontaine de matière à travers l’univers à une vitesse proche de la vitesse de la lumière grâce au réseau Event Horizon Telescope (EHT), les scientifiques ont pu exploiter les ondes radio pour dessiner une image robotique de ce trou noir, qui en 2019 a donné nous notre premier aperçu de l’environnement difficile qui l’entoure.

Deux ans plus tard, l’équipe internationale à l’origine de cette photo révolutionnaire et ses différents partenaires ont publié les résultats d’une campagne de surveillance menée en 2017 qui examinait simultanément la galaxie hôte de ce trou noir, Messier 87, à différentes longueurs d’onde.

Le rapport a été publié dans l’Astrophysical Journal, et il est basé sur les données de 19 observatoires terrestres et spatiaux collectés par plus de 750 scientifiques. Il montre pleinement le trou noir supermassif et ses jets massifs, et est une opportunité idéale pour les scientifiques s’intéresser à la manière dont les champs magnétiques, les particules, la gravité et le rayonnement interagissent près du trou Super Mass Black à différentes échelles

« C’est une sorte de virage sur la physique, n’est-ce pas? » Vous pouvez tout trouver », explique Daryl Haggard de l’Université McGill, qui a aidé à coordonner les observations multi-longueurs d’onde. «Nous commençons vraiment à faire la distinction entre les orbites, à voir ce qu’il y a à proximité d’un trou noir, et nous explorons cet environnement étrange»

« Je pense que c’est l’un des articles qui relie concrètement l’EHT au reste de la communauté scientifique; » J’ai l’impression que c’est un nouveau point de départ « , ajoute Sera Markov, membre de l’équipe rattachée au Université d’Amsterdam.

Actuellement, l’équipe EHT est au milieu d’une session d’observation de 12 jours, la première depuis 2018 en raison de problèmes techniques et de la pandémie. Cette fois, les chercheurs peuvent compter sur le soutien de trois nouveaux télescopes qui ont été ajoutés à le défilé des observatoires, notamment l’installation au Groenland, et la reprise du levé du ciel. Avec des longueurs d’onde qui couvrent tout le spectre Électromagnétisme, tant que le temps coopère

« Vous avez besoin de très beau temps dans tous les endroits », déclare Monika Moscibrodzka de l’Université de Radboud. Plus il y a d’endroits, moins il y a de chances que le temps soit beau dans chacun d’eux.

Les trous noirs font partie des phénomènes astronomiques les plus fascinants et les plus intrigants depuis plus d’un siècle. Ils captivent notre imagination avec leur physique extrême. Cependant, arriver au premier plan de cette scène de l’abîme cosmique est encore assez récent, notamment grâce à la Image EHT, à diverses études récompensées Elle a remporté le prix Nobel pour les choses qui voyagent autour du trou noir supermassif qui occupe le cœur de la Voie lactée, ainsi que la montagne d’informations recueillies en observant la collision de trous noirs.

« Ces dernières années, les trous noirs sont passés de la science-fiction à la réalité », résume Marta Volontere de l’Institut d’Astrophysique de Paris.

Le télescope Event Horizon se compose en fait de nombreux radiotélescopes répartis sur toute la planète, du Groenland à l’Antarctique, qui agissent ensemble comme un gigantesque observatoire de la taille de la Terre. Produire ces images du trou noir supermassif M87 nécessite une énorme quantité de données, les chercheurs ne peuvent donc pas les transférer numériquement et doivent décider d’envoyer les disques durs par courrier.

Lors de la publication de la première image en avril 2019, les scientifiques étaient stupéfaits de constater que l’objet ressemblait exactement aux prédictions théoriques faites il y a un siècle.

L’image M87 a été l’occasion de tester la théorie générale de la relativité développée par Albert Einstein en 1915, selon laquelle on considère la gravité issue de la courbure de l’espace-temps sous l’influence de la matière. L’environnement entourant un noyau M87 fort, un chaudron tourmenté par une gravité intense, des champs magnétiques et des particules, en fait un endroit idéal pour tester la théorie générale de la relativité

« Tout le monde essaie constamment de briser ces théories, car trouver une brèche nous apprend beaucoup », dit Haggard. « Nous aimons briser les modèles mais nous n’avons pas encore réussi à briser la relativité générale. »

Avec la propagation de la théorie de la relativité générale à M87, l’image EHT s’est répandue comme une traînée de poudre dans la culture populaire. Plusieurs diapositives de bandes dessinées XKCD scientifiques présentent une équipe de chercheurs, dont l’un superpose notre système solaire à une image de trou noir pour donner une idée de sa taille L’image est comparée également avec l’œil de Sauron dans Le Seigneur des Anneaux mais la controverse passionnée vient de sa similitude avec le petit déjeuner transatlantique classique.

Une mise à jour de l’image originale, compilée par Moscibrodzka et ses collègues, a résolu le problème le mois dernier: un trou noir ressemble à une forme circulaire ou à un petit pain déchiré. Dans cette nouvelle image, les signatures de champ magnétique du trou noir ont été superposé à l’anneau de lumière d’origine, révélant un motif régulier enveloppant le corps massif du corps Moscibrodzka et ses collègues ont étudié les particules chargées qui suivent les lignes de champ magnétique pour obtenir une vue plus détaillée des conditions physiques extrêmes au bord d’un trou noir.

Maintenant, comme le montre la nouvelle étude, les observations multi-longueurs d’onde ajoutent plus de couleur à cette délicieuse image

Les scientifiques espèrent que ces observations combinées éclaireront les propriétés physiques qui alimentent le fort flux de particules émis par le centre de M87. Ce plan s’étend sur des milliers d’années-lumière à travers la galaxie et est censé provenir d’un combinaison de plasma extrêmement chaud, de champs magnétiques déformés et d’une variété d’autres matériaux qui se déplacent autour du trou noir

Aux yeux des chercheurs, ce type de jet pourrait être une source d’un groupe de particules cosmiques hautement chargées capables d’atteindre notre région, où il prend le nom de rayonnement cosmique. Bien que le soleil génère une bulle protectrice autour de la plupart des le système solaire, les particules dans certaines Parfois, vous pouvez y arriver et lorsque certaines d’entre elles entrent en collision avec l’atmosphère terrestre, leur vitesse est si impressionnante qu’il est impossible de venir de l’intérieur de la Voie lactée. Chemin

« L’une des principales questions auxquelles nous essayons de répondre est d’où viennent ces particules hautement chargées », explique Markov, « Comment ces avions sont-ils générés? Que contiennent-ils? Et comment ce rayonnement cosmique de haute énergie qui semble provenir de trous noirs de jais? EHT seul nous permet de répondre à ces questions « 

Grâce aux nouvelles observations, les scientifiques pourront améliorer leur compréhension de l’avion émettant de la lumière dans toutes les longueurs d’onde, des ondes radio aux rayons gamma, et vérifier si c’est la cause réelle de ce matériau projeté dans l’espace à une vitesse que les meilleurs accélérateurs de particules ne peuvent pas atteindre La face de la terre

De plus, le fait qu’une meilleure compréhension de l’anatomie d’un avion peut aider la science à lever le voile sur certaines des propriétés encore mystérieuses du trou noir M87, telles que la vitesse et le sens de rotation. Ces mesures fourniront des indices sur la formation du trou noir supermassif et ses gains de masse au cours du dernier milliard d’années, qu’ils résultent principalement de collisions avec d’autres trous noirs supermassifs ou simplement de l’engloutissement des gaz environnants.

« D’une certaine manière, la rotation est un meilleur moyen d’étudier le gain de masse des trous noirs que de mesurer la masse elle-même », explique Volontere.

Alors que la campagne d’observation se poursuit, les scientifiques sont à nouveau invités à pointer leurs télescopes vers le M87 pour voir s’il y a un changement. En 2017, le trou noir était dans un état paisible et silencieux, permettant à l’équipe d’observer directement son Le M87 a évolué sur une longue période et nous sommes curieux de voir ce que nous allons accomplir cette fois-ci », déclare Moskbrodzka.

L’équipe EHT en profite également pour se pencher sur un autre trou noir supermassif, celui-ci le plus proche de la Terre: Sagittarius A *, ou SgrA *, installé au milieu de la Voie lactée montrant quatre millions de masses solaires à l’échelle , SgrA * moins hypersexuel que le géant M87, mais aussi beaucoup plus proche de la Terre et de l’EHT, à seulement 25600 années-lumière

Cependant, notre voisin trou noir beaucoup plus difficile a tendance à découper ses fêtes sous forme de rots de toutes sortes, allant même jusqu’à éclater plusieurs fois dans la même soirée Cette fluctuation d’activité est l’une des raisons pour lesquelles les chercheurs mettent plus de temps à produire une image

« D’un point de vue observationnel, cela pose de nombreux défis », déclare Haggard. « Comment aimeriez-vous créer une image statique d’un sujet en constante évolution? »

C’est un travail difficile, mais l’image SgrA * ne doit pas être longue et courte, avec un tas de notes en main, nous serons mieux en mesure de comprendre les mystères turbulents cachés dans le noyau galactique et cela conduit au émergence de certains des phénomènes les plus extrêmes de l’univers visible

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