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L’ESO confirme l’existence supposée d’un trou noir au centre de la Galaxie

trou noir au centre de la Galaxie Simulation de la matière orbitant à proximité d’un trou noir: Cette visualisation se base sur des données issues de simulations de mouvements orbitaux de gaz tourbillonnant à environ 30% de la vitesse de la lumière sur une orbite circulaire encerclant le trou noir. Crédit: ESO/ Gravity Consortium/ L. Calçada

L’ESO confirme l’existence supposée d’un trou noir au centre de la Galaxie

Il n’existe peut-être pas encore de preuves directes des trous noirs mais les preuves indirectes s’accumulent. Des scientifiques européens ont menés les observations les plus précises du trou noir au centre de la Galaxie, ou plus exactement, de la matière orbitant à proximité de Sagittarius A*. L’observatoire Européen Austral (ESO) a publié un communiqué expliquant ces nouveaux résultats.

Communiqué de presse scientifique de l’ESO (31/10/2018)

Des scientifiques membres d’un consortium d’institutions européennes, parmi lesquelles l’ESO, ont utilisé l’instrument GRAVITY qui équipe l’Interféromètre du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO pour observer les émissions de rayonnement infrarouge en provenance du disque d’accrétion qui entoure Sagittarius A*, l’objet massif situé au cœur de la Voie Lactée. Les sursauts de luminosité observés offrent la confirmation tant attendue que l’objet situé au centre de notre galaxie est bel et bien un trou noir supermassif. Les sursauts sont émis par la matière qui orbite à très grande proximité de l’horizon des événements du trou noir. Il s’agit des observations les plus détaillées à ce jour de la matière se déplaçant à si grande proximité d’un trou noir. La matière composant le disque d’accrétion – l’anneau de gaz qui orbite autour de Sagittarius A* à des vitesses relativistes – peut se déplacer autour du trou noir en toute sécurité. En revanche, tout objet qui s’en rapproche trop est condamné à traverser l’horizon des événements. Ainsi, l’ensemble des positions que la matière peut occuper sans se trouver irrésistiblement attirée par l’énorme masse centrale définit l’orbite stable la plus proche du trou noir. De cette orbite proviennent les éruptions observées.

Le centre de la Voie Lactée
Le centre de la Voie Lactée

Les parties centrales de notre galaxie, la Voie Lactée, observées dans le proche infrarouge avec les instruments NACO sur le VLT (Very Large Telescope) de l’ESO. En observant le mouvement des étoiles centrales durant plus de 16 ans, les astronomes ont pu déterminer la masse du trou noir supermassif qui s’y trouve. Crédit: ESO/ S. Gillessen et al.

Oliver Pfuhl, scientifique au MPE précise :

Le spectacle de la matière orbitant autour d’un trou noir massif à quelque 30% de la vitesse de la lumière est tout simplement époustouflant. L’exceptionnelle sensibilité de GRAVITY nous a permis d’observer les processus d’accrétion en temps réel et avec des détails inégalés.

Simulation des orbites stellaires autour du trou noir au centre de la Galaxie

Cette simulation figure les orbites d’un petit groupe d’étoiles situées à proximité du trou noir supermassif situé au centre de la Voie Lactée. Au cours de l’année 2018, l’une de ces étoiles, baptisée S2, passa à très grande proximité du trou noir et fut l’objet d’une intense campagne d’observations  au moyen des télescopes de l’ESO. Son comportement fut conforme aux prédictions de la théorie de la relativité générale d’Einstein – incompatible en revanche avec la théorie de la gravitation de Newton.

Ces mesures ont été possibles grâce à une collaboration internationale et à une instrumentation de pointe. L’instrument GRAVITY a joué un rôle fondamental : il a permis de combiner la lumière en provenance des quatre télescopes du VLT de l’ESO et donc de créer un super télescope virtuel de 130 mètres de diamètre. Par le passé, il avait déjà permis de sonder la nature de Sagittarius A*. En début d’année, GRAVITY et SINFONI, un autre instrument installé sur le VLT, avaient permis à la même équipe de précisément caractériser le survol rapproché de l’étoile S2 et donc sa traversée de l’intense champ gravitationnel généré par Sagittarius A*. Pour la première fois, la théorie de la relativité générale d’Einstein se trouvait confirmée dans un environnement aussi extrême. Au cours du survol rapproché de S2, un intense rayonnement infrarouge fut également détecté.

Oliver Pfuhl explique :

Nous avons suivi le mouvement de S2 avec attention, tout en observant Sagittarius A*. Lors de nos observations, nous avons eu la chance de détecter trois brillantes éruptions issues des environs du trou noir – il s’agissait d’une heureuse coïncidence !

Cette émission issue d’électrons hautement énergétiques situés à très grande proximité du trou noir s’est traduite par la survenue de trois fortes éruptions de lumière. Ce phénomène est en accord parfait avec les prévisions théoriques concernant les points chauds en orbite autour d’un trou noir doté de quatre millions de masses solaires [4]. Les éruptions sont censées provenir d’interactions magnétiques au sein du gaz très chaud orbitant à très grande proximité de Sagittarius A*.

Simulation de la matière orbitant à proximité d’un trou noir

Cette visualisation se base sur des données issues de simulations de mouvements orbitaux de gaz tourbillonnant à environ 30% de la vitesse de la lumière sur une orbite circulaire encerclant le trou noir.

ESOcast 181: Premières observations détaillées de la matière orbitant à proximité d’un trou noir

Source

L’intégralité du communiqué de presse scientifique publié par l’ESO le 31/10/2018 est ici

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