Ces dernières années, la technologie a permis de connaître certains sons produits sur Mars, le Soleil et même lors de voyages spatiaux. On en sait plus sur certains environnements grâce au bruit produit, au sifflement des vents sur d’autres mondes et on peut désormais « entendre » le bruit d’un trou noir dévorant une étoile. Les techniques de captation sont parfois sous notre nez, ou plutôt, pendent le nez.
Le son émis par un trou noir a été publié par des scientifiques du MIT dans le cadre d’une enquête sur les binaires de rayons X de faible masse (et candidats) pour les signatures de réverbération.
Des scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont réussi à transformer le moment où un trou noir avale une étoile en ondes sonores audibles. Dans un audio mis à disposition lundi dernier, il est possible d’entendre un son fort qui varie entre les graves et les aigus.
Ce son est la reproduction des échos lumineux émis par les grands puits gravitationnels lors de l’aspiration des gaz et poussières d’une étoile en orbite.
Ces sons représentent des ondes sonores issues de l’émission d’échos lumineux, appelés échos de rayons X, produits au moment où le trou noir dévore l’étoile. La conversion en ondes sonores a été réalisée avec l’aide d’experts en éducation et en musique du MIT.
Méthode utilisée pour la capture et la conversion
Les scientifiques ont utilisé le télescope NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) de la NASA pour capturer le moment. Il s’agit de l’un des équipements à rayons X haute résolution les plus avancés à bord de la Station spatiale internationale.
Le télescope a capturé 26 systèmes de rayons X de trous noirs et 10 d’entre eux étaient si proches du télescope qu’ils ont été choisis pour l’observation car ils étaient dans une position idéale pour capturer et discerner les échos.
Huit des dix systèmes n’étaient pas connus auparavant. Premièrement, le trou noir, sombre et sans lumière, se durcit et provoque une couronne de photons de haute énergie avec un jet de particules le début de l’écho lumineux ; puis le puits gravitationnel émet un éclair de haute énergie puis le phénomène revient à un état « doux » de basse énergie et redevient noir.
Selon les experts, le flash est la fin du processus de spaghetti et provoque une expansion de la région du plasma à haute énergie à l’extérieur du trou noir. Les scientifiques ont ensuite transformé ce processus d’écho en ondes sonores.
Dans la vidéo de simulation sonore, le cercle blanc est l’emplacement de l’horizon des événements du trou noir et les échos lumineux sont les ondes de couleur. Chaque couleur représente les échos lumineux, en fonction de la puissance émise par le trou noir. Les échos avec une fréquence plus basse sont de hauteur plus basse et ceux avec une fréquence plus élevée sont plus aigus.
Machine à réverbération
Comme le souligne Erin Kara, professeur adjoint de physique au MIT, l’équipe utilise des échos de rayons X pour cartographier le voisinage d’un trou noir, de la même manière que les chauves-souris utilisent des échos sonores pour naviguer dans leur environnement.
Lorsqu’une chauve-souris lance un appel, le son peut rebondir sur un obstacle et revenir à la chauve-souris en écho. Le temps qu’il faut pour que l’écho revienne est relatif à la distance entre la chauve-souris et l’obstacle, donnant à l’animal une carte mentale de son environnement.
De même, l’équipe du MIT cherche à cartographier le voisinage immédiat d’un trou noir à l’aide d’échos de rayons X. Les échos représentent des délais entre deux types de rayons X : la lumière émise directement par la couronne et la lumière de la couronne qui se réfléchit sur le disque d’accrétion de gaz et de poussière impressionnants.
Le temps qu’un télescope reçoit de la lumière de la couronne, comparé au moment où il reçoit des échos de rayons X, donne une estimation de la distance entre la couronne et le disque d’accrétion. Regarder comment ces retards changent peut révéler comment la couronne et le disque d’un trou noir évoluent à mesure que le trou noir consomme de la matière stellaire.