Le télescope Event Horizon, un réseau à l'échelle planétaire de huit radiotélescopes terrestres forgés grâce à une collaboration internationale, a capturé cette image du trou noir supermassif et de son ombre au centre de la galaxie M87.
(Image: © Collaboration EHT)
le Télescope Horizon événementiel projet ne repose pas sur ses lauriers.
En avril 2019, la collaboration EHT a révélé la première image d'un trou noir, qui a capturé le géant au cœur de la galaxie M87. Le projet avait fonctionné pendant ce moment pendant deux décennies, mais le dévoilement n'a pas marqué un point culminant ou un point culminant. Il s'agissait plutôt d'un tournant, l'ouverture d'une fenêtre sur des découvertes encore plus excitantes à venir, ont déclaré les membres de l'équipe.
"Nous reviendrons sur ces 20 ans à partir de maintenant - vous savez, nous allons tous boire des boissons parapluie quelque part - et je pense que nous reconnaîtrons l'image du M87 comme un début", a déclaré le directeur fondateur de l'EHT, Shep Doeleman, un astronome au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) dans le Massachusetts, a déclaré aux journalistes le 10 avril lors d'une webémission célébrant l'anniversaire d'un an du dévoilement de la photo.
"Ce ne sera vraiment qu'un début", a ajouté Doeleman. "Je pense que cette découverte va continuer."
Les grandes ambitions du trou noir
Le prochain grand moment pourrait impliquer le supermassif de notre propre galaxie de la Voie lactée trou noir, qui est connu comme Sagittaire A *, ou Sgr A * pour faire court. L'équipe EHT a observé Sgr A * mais n'a pas encore pu générer d'image à partir des données.
Photographier un trou noir est beaucoup plus compliqué que de simplement pointer et tirer. L'EHT combine les données de huit radiotélescopes à travers le monde, qui sont liés pour former un mégascope virtuel de la taille de la Terre. L'équipe conçoit des algorithmes pour donner un sens à toutes ces informations, en les intégrant pour générer une image représentant le trou noir horizon des événements - le «point de non-retour» au-delà duquel rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper. (Photographier l'intérieur d'un trou noir est impossible, sauf si vous y êtes vous-même, ce qui n'est pas conseillé.)
Ce travail est laborieux et prend du temps; par exemple, les données M87 qui ont permis l'image de l'an dernier ont été recueillies en 2017. Et Sgr A * est encore un objectif plus difficile, même s'il est beaucoup plus proche de nous (26 000 années-lumière contre 55 millions d'années-lumière pour M87). Sgr A * est un trou noir supermassif relativement léger, abritant la masse de "seulement" 4,3 millions de soleils, et opère donc sur des échelles de temps plus courtes que le monstre M87 de 6,5 milliards de masse solaire.
"L'un des défis du Sagittaire A * est qu'il évolue si rapidement au cours d'une soirée", a déclaré Doeleman. "Donc, nous développons de nouveaux algorithmes qui peuvent répondre spécifiquement à cela, pour ajouter une variabilité temporelle à la modélisation. Cela prend juste plus de temps."
L'ajout de Sgr A * à l'album photo est une priorité pour les membres de l'équipe EHT, en partie parce qu'ils sont désireux de voir un objet si différent de celui Le trou noir supermassif de M87. Mais les ambitions du projet ne s'arrêtent pas là. La collaboration prévoit de doubler le nombre de télescopes EHT constitutifs, créant un "EHT de nouvelle génération" qui poussera la découverte au niveau supérieur.
Le mégascope modifié "nous donnera des vues encore plus nettes et nous permettra de faire les premiers films de trous noirs", a déclaré Doeleman.
L'EHT de nouvelle génération apportera encore plus de trous noirs à portée pour les chercheurs. Et cela pourrait même permettre à l'équipe de zoomer sur «l'anneau de photons» d'un trou noir, une structure bizarre qui semble contenir une séquence infinie de sous-chaînes remplies d'informations. De telles observations approfondies "permettraient des tests ultra-précis des théories d'Einstein, et même une extraction de spin", a déclaré Doeleman.
Ce serait vraiment un gros problème. "Les trous noirs supermassifs sont des objets élémentaires décrits uniquement par leur taille et leur rotation", a déclaré Michael Johnson, membre de l'équipe EHT, également du CfA, lors de l'événement du 10 avril. Les observations EHT permettent déjà aux scientifiques de clouer la masse, donc obtenir une rotation leur permettrait également de vraiment obtenir les marchandises sur ces monstres engloutissants de lumière.
L'EHT de nouvelle génération offrira également d'autres avantages, ont déclaré Doeleman et Johnson. Par exemple, le partenariat amélioré devrait permettre à la collaboration d'acquérir une bien meilleure compréhension des jets de trous noirs, des faisceaux de particules que les géants font exploser à presque la vitesse de la lumière.
La collaboration a déjà obtenu un financement de la U.S.National Science Foundation pour lancer la balle sur l'EHT de nouvelle génération. L'objectif est de mettre en place une conception finale d'ici trois ou quatre ans et de tout faire fonctionner avant la fin de la décennie, a déclaré Doeleman. (Soit dit en passant, les nouveaux plats ne sont pas le seul moyen d'augmenter l'EHT. La résolution peut également être améliorée en observant des cibles dans de multiples fréquences électromagnétiques, ont déclaré Doeleman et Johnson.)
L'EHT pourrait obtenir un nouvel élan après cela. L'élargissement de la portée du mégascope dans l'espace augmenterait considérablement son pouvoir de résolution, et l'équipe cherche des moyens de le faire. La collaboration étudie la possibilité d'incorporer des actifs spatiaux déjà existants ainsi que de monter de nouvelles missions dédiées, a déclaré Johnson.
L'ajout d'un seul instrument en orbite géosynchrone, à plus de 22 000 milles (35 400 kilomètres) au-dessus de notre planète, ferait une différence. "Et puis, certainement, une fois que vous aurez la lune - c'est là que je pense que nous envisagerions vraiment une science entièrement nouvelle ", a déclaré Johnson à Space.com le mois dernier, lorsque l'équipe EHT a annoncé ses résultats photon-ring. (Cette distance serait environ 10 fois plus éloignée; la lune est en moyenne à 238 855 milles, ou 384 400 km, de la Terre.)
Une bosse sur la route
La pandémie de coronavirus a rendu la route vers de futures découvertes EHT plus cahoteuse qu'elle ne l'aurait été d'ordinaire: La campagne d'observation de 2020 est annulée car plusieurs des scopes participants ont fermé pour des raisons de santé et de sécurité. (Le projet recueille des données une seule fois par an, pendant une fenêtre en mars et avril, lorsque le temps a tendance à être bon sur tous ses sites d'observation répandus.)
L'annulation était la bonne décision, a déclaré Doeleman. Mais c'était "déchirant", a-t-il ajouté, d'autant plus que les observations de cette année auraient inclus des contributions pour la première fois d'instruments au Groenland, en Arizona et dans les Alpes françaises. Ainsi, la campagne 2020 aurait comporté un EHT à 11 étendues élargi et plus puissant.
Mais l'équipe peut encore faire beaucoup d'analyses de données et commencer à jeter les bases des observations de l'année prochaine, a souligné Doeleman. Ainsi, les esprits parmi les chercheurs sont loin d'être brisés.
"A travers la collaboration maintenant, il n'y a pas un ton de désespoir; je pense que nous sommes en quelque sorte unis par la souffrance", a déclaré Johnson.
"La solution du trou noir a été dérivée par Karl Schwarzschild dans les tranchées pendant la Première Guerre mondiale", a-t-il dit, se référant au physicien allemand qui a trouvé la première solution exacte à Équations de relativité générale d'Einstein. "Donc, la science continue, et je pense qu'elle a un rôle important même au milieu de ces défis."
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