Une équipe internationale d'astronomes a obtenu les vues les plus proches de ce que l'on pense être un trou noir super-massif au centre de la galaxie de la Voie lactée. Les astronomes ont relié des antennes paraboliques à Hawaï, en Arizona et en Californie pour créer un télescope virtuel de plus de 2800 miles de diamètre capable de voir des détails plus de 1000 fois plus fins que le télescope spatial Hubble. La cible des observations était la source connue sous le nom de Sagittaire A * («A-star»), longtemps considérée comme marquant la position d'un trou noir dont la masse est 4 millions de fois celle du soleil.
À l'aide d'une technique appelée interférométrie à très longue base (VLBI), les astronomes ont étudié les ondes radio provenant du Sagittaire A *. Dans le VLBI, les signaux de plusieurs télescopes d'astronomie sont combinés pour créer l'équivalent d'un seul télescope géant, aussi grand que la séparation entre les installations. En conséquence, VLBI donne une résolution extrêmement nette.
Ils ont détecté une structure à une minuscule échelle angulaire de 37 micro-secondes d'arc - l'équivalent d'une balle de baseball vue à la surface de la lune, à 240 000 miles de distance. Ces observations sont parmi les plus hautes résolutions jamais réalisées en astronomie.
"Cette technique nous donne une vue inégalée de la région près du trou noir central de la Voie lactée", a déclaré Sheperd Doeleman du MIT, premier auteur de l'étude qui sera publiée dans le numéro du 4 septembre de la revue Nature.
Bien que Sagittaire A * ait été découvert il y a trois décennies, les nouvelles observations ont pour la première fois une résolution angulaire, ou capacité à observer de petits détails, qui est adaptée à la taille de «l'horizon des événements» du trou noir - la région à l'intérieur de auquel rien, y compris la lumière, ne peut jamais échapper.
Avec trois télescopes, les astronomes ne pouvaient que déterminer vaguement la forme de la région émettrice. Les enquêtes futures aideront à répondre à la question de savoir ce qu'ils voient précisément: une couronne rougeoyante autour du trou noir, un «point chaud» en orbite ou un jet de matière. Néanmoins, leur résultat représente la première fois que les observations sont descendues à l'échelle du trou noir lui-même, qui a un «rayon de Schwarzschild» de 10 millions de milles.
Le concept de trous noirs, des objets si denses que leur attraction gravitationnelle empêche que quoi que ce soit, y compris la lumière elle-même, n'échappe jamais à leur portée, a longtemps été émis l'hypothèse, mais leur existence n'a pas encore été prouvée de manière concluante. Les astronomes étudient les trous noirs en détectant la lumière émise par la matière qui se réchauffe lorsqu'elle se rapproche de l'horizon des événements. En mesurant la taille de cette région incandescente au centre de la Voie lactée, les nouvelles observations ont révélé la densité la plus élevée à ce jour pour la concentration de matière au centre de notre galaxie, qui "est une nouvelle preuve importante soutenant l'existence de trous noirs", a déclaré Doeleman.
"Ce résultat, qui est remarquable en soi, confirme également que la technique VLBI de 1,3 mm a un potentiel énorme, à la fois pour sonder le centre galactique et pour étudier d'autres phénomènes à des échelles similaires", a déclaré le co-auteur Jonathan Weintroub.
L'équipe prévoit d'étendre son travail en développant une nouvelle instrumentation pour rendre possible des observations plus sensibles de 1,3 mm. Ils espèrent également développer des stations d'observation supplémentaires, qui fourniraient des bases de référence supplémentaires (appariements de deux installations de télescopes à différents endroits) pour améliorer les détails de l'image. Les plans futurs comprennent également des observations à des longueurs d'onde plus courtes de 0,85 mm; cependant, un tel travail sera encore plus difficile pour de nombreuses raisons, notamment l'extension des capacités de l'instrumentation et la nécessité d'une coïncidence d'excellentes conditions météorologiques sur tous les sites.
Source: communiqué de presse de Harvard Smithsonian
