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Pourquoi le premier cliché d'un trou noir est une prouesse scientifique inespérée

Le premier cliché d'un trou noir.

Le premier cliché d'un trou noir. - Event Horizon Telescope

Ce mercredi, une collaboration internationale d'astronomes a révélé la toute première photographie d'un trou noir. Une prouesse scientifique et technologique.

Les premières théories esquissant les contours des trous noirs datent de la fin du XVIIIe siècle, avec les travaux de John Michell et Pierre-Simon de Laplace. Il faudra pourtant attendre le XXe siècle que les scientifiques les comprennent mieux, notamment grâce aux travaux sur la relativité générale.

Et il aura fallu attendre ce mercredi pour qu'enfin, on puisse poser les yeux sur une vraie photographie d'un trou noir, capturée grâce à la combinaison de huit télescopes répartis sur la surface du globe. Cette association crée un gigantesque télescope virtuel d'une dizaine de milliers de kilomètres de diamètre, soit presque la taille de la Terre.

Un trou noir est un objet céleste qui possède une masse extrêmement importante dans un volume très petit. Comme si la Terre était comprimée dans un dé à coudre, ou comme si le soleil ne faisait plus que 6 km de diamètre, expliquait récemment à l'AFP Guy Perrin, astronome à l'Observatoire de Paris-PSL.

Le trou noir délimité par la matière qu'il aspire

Selon la loi de la relativité générale établie en 1915 par Albert Einstein, qui permet d'expliquer leur fonctionnement, l'attraction gravitationnelle de ces "monstres" est telle que rien ne peut s'en échapper, ni la matière, ni la lumière, quelle que soit la longueur d'onde. On ne peut donc pas directement les observer. De plus, la force de gravité qui émane du trou noir est tellement phénoménale qu'on ne sait pas recréer un tel environnement en laboratoire.

Sous l'effet de l'énorme attraction gravitationnelle, les étoiles trop proches sont aplaties, étirées puis disloquées, le gaz porté à des chaleurs extrêmes. Gaz et morceaux d'étoiles tournent en spirale autour du trou noir pour finalement y plonger, en générant un sursaut brillant de lumière ultra-violette.

C'est grâce à ce gaz et ces bouts d'étoiles que les astronomes ont finalement pu photographier un trou noir, au coeur de la galaxie M87. "C'est de la matière qui spirale vers le trou noir et qui en spiralant s'échauffe, et à force de s'échauffer, elle devient suffisamment lumineuse pour qu'on la voie. Ça donne ce fond lumineux sur lequel on voit se découper la silhouette de cet objet qui sinon serait totalement invisible", décrit ce mercredi sur notre antenne Alain Riazuelo, astrophysicien au CNRS-Institut d'astrophysique de Paris.

"Un objet qui nécessite les mêmes détails que pour voir les pas d'Armstrong sur la Lune"

Ce cliché d'un cercle orangé un peu flou, sur fond noir, modeste, est pourtant une prouesse technologique. "C'est un objet extrêmement petit qui, pour imager, nécessite de voir les mêmes détails qu'il faudrait pour voir les pas de Neil Armstrong sur la Lune", compare Alain Riazuelo.

"C'est un tour de force optique et aussi informatique puisque pour voir cette image, il faut utiliser plusieurs instruments répartis un peu partout à la surface de la Terre et enregistrer en direct le signal reçu par ces instruments avec des débits de données qui, je pense, se comptent en dizaines de gigaoctets par seconde", développe l'astrophysicien.

Ce qui posait une limite physique, les scientifiques ne disposant pas jusqu'à récemment du matériel capable d'enregistrer une telle quantité de données. "Il y a eu un énorme effort de recherche et de développement pour fabriquer du matériel qui permettait de recueillir les données", rappelle à BFMTV Alain Riazuelo.

Une technique appliquée à d'autres phénomènes?

Plusieurs pistes s'ouvrent maintenant. L'astrophysicien évoque "des retombées industrielles potentielles" grâce à ces nouveaux instruments. "Sur le plan de l'astronomie, non seulement on voit de visu ces objets qui jusque là étaient invisibles, mais on va pouvoir utiliser ces techniques pour voir d'autres objets tout aussi difficiles à observer avec un niveau de détails considérablement meilleur", suggère-t-il. Par exemple les disques protoplanétaires, les planètes en formation autour d'étoiles jeunes.

"L'enjeu maintenant va être de réussir à définir la densité exacte de la matière qu'il y a autour du trou noir", ajoute auprès de l'AFP l'astronome Frédéric Gueth, "de mieux comprendre le champ magnétique dont le rôle est phénoménal ou la façon dont la matière dans le disque tourne…"

Liv Audigane avec AFP