C’est un cliché historique. Jeudi, à 15 heures, la collaboration internationale d’astronomes EHT (Event Horizon Telescope) a présenté, lors de plusieurs conférences de presse simultanées, l’image du trou noir supermassif niché au cœur de notre galaxie. Son nom : Sagittarius A* (Sgr A*). La « silhouette » sombre se découpant sur un disque lumineux rouge orangé ressemble à s’y méprendre à celle du gigantesque trou noir M87*, dans la lointaine galaxie Messier 87, et que l’EHT avait déjà présenté en avril 2019. Cette similitude est la preuve, pour les scientifiques, que les mêmes mécanismes de la physique sont à l’œuvre sur deux objets de taille très différente au cœur de deux systèmes différents.
« Nous avons été stupéfaits de voir à quel point la taille de l’anneau correspondait aux prédictions de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein », s’enthousiasme le directeur scientifique du projet EHT, Geoffrey Bower. Selon les scientifiques, les trous noirs supermassifs se trouvent au centre de la plupart des galaxies et jouent un rôle clé dans leur formation. « Ces observations sans précédent, poursuit Geoffrey Bower, ont considérablement amélioré notre compréhension de ce qui se passe au centre même de notre galaxie et offrent de nouvelles perspectives sur la façon dont ces trous noirs géants interagissent avec leur environnement. »
Ces résultats « révolutionnaires » ont été obtenus grâce à une immense coopération réunissant 300 chercheurs issus de 80 instituts du monde entier. Techniquement, on ne peut pas voir un trou noir. L’objet est si dense et sa force de gravité si puissante que même la lumière ne peut s’en échapper. Mais on peut observer la matière qui circule autour, avant d’être happée à jamais. « Le » télescope EHT est en fait un réseau de huit télescopes terrestres répartis sur toute la planète – dont un en Antarctique – formant l’équivalent virtuel d’un radiotélescope d’un diamètre de 10 000 kilomètres.
Sgr A* est bien plus proche que M87
Ce monstre avait déjà permis d’obtenir le cliché de M87*. Cette fois, les chercheurs ont orienté leurs efforts sur le centre de notre galaxie. Situé à 27 000 années-lumière, Sgr A* est bien plus proche que M87, mais avec seulement quatre millions de masses solaires (contre six milliards pour M87), c’est un poids plume dans le monde des trous noirs supermassifs. Il est, de plus, entouré d’un nuage dense de poussières et de gaz, ce qui ne facilite pas l’observation. Très ancien, comme notre galaxie vieille d’environ 13 milliards d’années, il a avale désormais très peu de matière. L’existence de Sgr A* est supposée depuis 1974, avec la détection d’une source radio inhabituelle au centre de la Voie lactée. Dans les années 1990, des astrophysiciens, nobelisés en 2020, y ont confirmé la présence d’un objet compact supermassif. L’image révélée apporte la première preuve visuelle.
Les trous noirs massifs sont « des cimetières de l’espace », comme le résume le professeur allemand Heino Falcke, qui participa à l’équipe de scientifiques qui produisit l’image iconique de 2019. « Les trous noirs, sont des objets où toute la masse, parfois des milliards d’étoiles, est concentrée en un point minuscule. » expliquait-il dans un entretien exclusif à l’Humanité. Ils peuvent influencer l’évolution d’une galaxie entière, donc l’aspect actuel de notre Univers.
La comparaison des désormais deux images de trous noirs va permettre d’étudier en détail le comportement de la matière dans l’environnement le plus extrême qui soit de l’Univers, « avec des gaz chauffés à des milliards de degrés, de puissants courants magnétiques et de la matière circulant à une vitesse proche de la lumière », précisait le 12 mai Heino Falcke. Un lieu idéal pour observer les déformations de l’espace-temps et le comportement de la gravité.
VIDÉO. Sur le même sujet : James Webb, le plus puissant télescope jamais conçu.