L’équipe de l’Event Horizon Telescope, célèbre pour avoir capturé la toute première image de l’ombre d’un trou noir, vient de franchir une nouvelle étape dans notre compréhension de ces mystérieux phénomènes cosmiques. Les chercheurs ont en effet publié une nouvelle image de Sagittarius A*, le trou noir supermassif situé au centre de notre propre galaxie, la Voie lactée. Cette fois-ci, l’image a été prise en lumière polarisée, révélant les structures complexes des champs magnétiques en spirale autour du trou noir.
Révélation polarisée
L’Event Horizon Telescope (EHT) est une collaboration internationale utilisant des radiotélescopes répartis dans le monde entier pour former un réseau de la taille de la Terre. Il permet d’imager des objets célestes avec une résolution sans précédent. Cette capacité nous a permis d’observer Sagittarius A* au coeur de notre Galaxie, ainsi que celui niché au centre de la galaxie M87 qui est beaucoup plus massif.
Pour la première fois, l’EHT a utilisé la polarisation de la lumière pour observer les champs magnétiques entourant Sagittarius A*.
Dans le détail, la polarisation de la lumière est un phénomène dans lequel les ondes électromagnétiques oscillent dans une direction privilégiée. Cette propriété de la lumière polarisée a permis à l’équipe de réduire l’éblouissement provoqué par des sources lumineuses importantes afin d’offrir une vue plus nette du bord du trou noir et de cartographier les lignes de champ magnétique associées.
Le professeur Mariafelicia De Laurentis, scientifique adjointe du projet EHT, a souligné l’importance de ces images polarimétriques, déclarant qu’elles révélaient une structure magnétique remarquablement détaillée et organisée autour de Sagittarius A*. Ces informations sur la géométrie du champ magnétique sont cruciales pour notre compréhension des trous noirs et de leurs interactions avec leur environnement.
Mais avec M87* en 2019, puis Sagittarius A* en 2022, l’EHT a imagé le halo de lumière qui est produit par les flux de matière et de gaz dont se nourrit et que rejette le trou noir. « La lumière polarisée nous en apprend beaucoup plus sur l’astrophysique, les propriétés du gaz et les mécanismes qui interviennent lorsqu’un trou noir se nourrit », a dit Angelo Ricarte, membre de la Harvard Black Hole Initiative et co-responsable du projet.
Tout aussi important, « le fait que les deux trous noirs nous orientent vers des champs magnétiques puissants suggère qu’il s’agit d’une caractéristique universelle, voire fondamentale, de ce type de systèmes », a estimé pour sa part Mariafelicia De Laurentis, scientifique adjointe du projet EHT et professeure à l’Université italienne de Naples Federico II.
Un phénomène courant ?
Une comparaison entre les images des trous noirs Sagittarius A* et M87* montre des structures magnétiques similaires, suggérant que des champs magnétiques forts et organisés pourraient être courants parmi les trous noirs. Ces champs magnétiques jouent un rôle essentiel dans les processus d’accrétion de matière et de formation de jets énergétiques observés autour des trous noirs actifs.
Bien que Sagittarius A* soit relativement calme par rapport à d’autres trous noirs, la découverte de structures magnétiques complexes autour de lui ouvre de nouvelles perspectives sur les mécanismes sous-jacents régissant tous les trous noirs. Ces observations offrent également une opportunité unique de tester les théories de la gravité et de la magnétohydrodynamique dans des conditions extrêmes proches des trous noirs.
Cette nouvelle image de Sagittarius A* marque donc une avancée significative dans notre compréhension des trous noirs et de leur rôle dans l’Univers. Elle témoigne également des progrès impressionnants réalisés par la technologie et la collaboration scientifique internationale. Ces observations ouvrent la voie à de nouvelles découvertes passionnantes et à une meilleure compréhension des phénomènes les plus extrêmes de l’univers.
Ces travaux ont fait l’objet d’une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.
Champs magnétiques puissants
Les observations révèlent « l’existence de champs magnétiques puissants, tordus et organisés à proximité du trou noir situé au centre de la Voie lactée« , a déclaré Sara Issaoun, du Centre américain d’astrophysique de Harvard et co-responsable du projet, citée par l’ESO. L’observation en lumière polarisée permet, comme une sorte de filtre, d’isoler une partie du rayonnement lumineux d’un objet et de révéler ainsi certaines de ses particularités.
Les trous noirs supermassifs logent au centre des galaxies, avec une masse comprise entre un million et des milliards de fois celle du Soleil.
Censés être apparus très tôt dans l’Univers, leur formation reste un mystère. Leur attraction gravitationnelle est telle que rien ne peut s’en échapper, ni la matière, ni la lumière. On ne peut donc pas directement les observer.