L'existence de Sagittarius A* a été détectée en 1974 grâce à une source radio inhabituelle au coeur de notre galaxie. Ce trou noir a une masse d'environ quatre millions de soleils et se trouve à 27.000 années lumière de la Terre.
Des chiffres pouvant paraître impressionnants mais qui sont toutefois bien en deçà des caractéristiques de M87*, observé en 2019, de six milliards de masses solaire dans la galaxie Messier 87, à 55 millions d'années lumière de la Terre.
En comparaison, notre trou noir supermassif paraît tout petit.
"Ce résultat fournit des preuves que l'objet est en effet un trou noir et donne des indices précieux sur le fonctionnement de ces géants, dont on pense qu'ils résident au centre de la plupart des galaxies", a annoncé le Event Horizon Telescope (EHT), réseau scientifique mondial qui combine les observations de huit radiotélescopes.
Une tâche qui n'est cependant pas des plus aisées, car il faut un ciel limpide et des conditions atmosphériques quasiment identiques en tout lieu du réseau au même moment, à la nanoseconde près, pour parvenir à un résultat optimal.
Une fois ces conditions réunies, ces observatoires radio-astronomiques reliés entre eux peuvent ensemble produire le résultat d'un télescope virtuel qui ferait 10.000 kilomètres de diamètre... autrement dit, de la taille de la Terre!
L'étape de la comparaison
L'image du trou noir Sagittarius A* a été présentée ce jeudi 12 mai lors d'une conférence de presse à Garching en Allemagne, par le directeur du projet EHT, Huib Jan Van Langevelde.
Il est impossible de voir un trou noir, mais le gaz incandescent qui l'entoure révèle une région centrale sombre entourée d'une structure brillante en forme d'anneau, une zone que les astronomes appellent l'horizon des événements. La prise de vue "capture la lumière courbée par la puissante gravité du trou noir", explique le EHT.
Geoffrey Bower de l'Institut d'astronomie et d'astrophysique Academia Sinica à Taipei, avoue avoir été stupéfait "de voir à quel point la taille de l'anneau correspond aux prédictions de la théorie de la relativité générale d'Einstein".
Les résultats de l'équipe EHT, publiés par The Astrophysical Journal Letters, montrent clairement que les seuls deux trous noirs photographiés jusqu'ici, Sagittarius A* et M87*, se ressemblent remarquablement, malgré leur grande différence de masse.
L'art de figer le mouvement
Chose étonnante mais compréhensible, la prise de vue a été nettement plus difficile pour Sagittarius A* que pour M87*, qui est pourtant beaucoup plus éloigné de la Terre.
Chi-kwan Chan du Data Science Institute de l'Université d'Arizona explique que "le gaz à proximité des trous noirs se déplace à la même vitesse -presque aussi rapidement que la lumière- autour de Sagittarius A* et M87*.
S'il peut mettre des semaines à orbiter autour du plus gros trou noir, M87*, il complète une orbite en quelques minutes seulement autour du plus petit, Sagittarius A*. En somme, le déplacement rapide du gaz explique la difficulté d'observation.
Les chercheurs ont dû ainsi développer de nouveaux outils sophistiqués qui rendent compte du mouvement du gaz, précise l'EHT, soulignant que M87* était une cible plus facile car plus stable.
Par ailleurs, Sagittarius A*, de par son ancienneté, engloutit très peu de matière contrairement à M87*, qui est très actif, a expliqué lors de la conférence en Allemagne Sara Issaoun du Centre d'astrophysique de Harvard.
Les miracles de la collaboration
Un tel résultat a été possible grâce à cinq années de collaboration de plus de 300 chercheurs de 80 instituts du monde entier.
Les scientifiques de EHT ont commencé à utiliser les nouvelles données pour tester des théories sur le comportement du gaz autour des trous noirs supermassifs. Un processus qui joue probablement un rôle clé dans la formation et l'évolution des galaxies, selon les chercheurs.
Ce travail devrait surtout leur permettre d'avancer dans les tests de comportement de la gravité dans ces environnements extrêmes de l'Univers et d'observer les déformations de l'espace-temps.
L'expansion du réseau EHT continue, se réjouissent les astrophysiciens, soulignant que d'importantes mises à niveau technologiques sur le téléscope virtuel géant permettront "de partager des images encore plus impressionnantes ainsi que des films de trous noirs dans un avenir proche".
