Pour la toute première fois, des astrophysiciens sont parvenus à détecter de la lumière provenant de l’autre côté d’un trou noir. Captée sous la forme d’éclats lumineux de rayons X, distordus par la déformation de l’espace-temps provoqués par l’objet, la lumière émane d’un trou noir supermassif situé à 800 millions d’années-lumière dans une galaxie nommée I Zwicky 1, annonçait la MIT Technology Review le 28 juillet.
Cette découverte sensationnelle – et accidentelle – est décrite dans une étude parue dans la revue Nature, réalisée par une équipe dirigée par le Pr Dan Wilkins, de l’université Stanford en Californie. Les astrophysiciens ont détecté ces lueurs alors qu’ils étudiaient la couronne d’un trou noir dix millions de fois plus imposant que notre Soleil, au moyen des télescopes spatiaux XMM-Newton, de l’Agence spatiale européenne (ESA), et NuSTAR, de la NASA.
On sait pourtant qu’aucune lumière ne peut s’échapper d’un trou noir, nous ne devrions donc pas être en mesure de voir ce qui se trouve à l’arrière du trou noir. Néanmoins, la présente découverte confirme une prédiction faite par Einstein (toujours lui) dans sa théorie de la relativité générale. « La raison pour laquelle nous pouvons voir cette lumière est que le trou noir déforme l’espace-temps, plie la lumière et tord les champs magnétiques autour de lui », décrit Wilkins. Ainsi, par un phénomène de réverbération, les astrophysiciens ont eu accès à des flashs de lumière venue d’outre-trou noir.
« Nous avions depuis longtemps l’intuition que ces flashs provenant de l’autre côté du trou noir devaient exister, mais nous ne pensions pas être capables de les détecter avec nos télescopes actuels. Ce que nous avons vu, c’est l’écho lumineux des rayons X provenant de la couronne du trou noir et l’écho de toute la matière située sur la face avant du disque », explique Wilkins. L’espace qui entoure un trou noir comporte plusieurs strates. Il y a d’abord l’horizon des événements, le fameux point de non-retour à partir duquel même la vitesse de la lumière ne suffit pas à échapper au trou noir. Puis s’étend le disque d’accrétion, un énorme disque de poussière et de gaz tourbillonnant autour du trou noir, comme un siphon. Et au bord de ce disque se trouve la couronne, une région composée d’électrons alimentés par le champ magnétique du trou noir.
Les rayons X sont issus des électrons à haute énergie produits par le réchauffement du champ magnétique entrant en contact avec le trou noir. Ils irradient le disque d’accrétion et produisent un écho de réverbération. En étudiant ce phénomène, Wilkins et son équipe ont pu observer des éclairs de rayons X plus petits, émanant d’une partie différente. C’est alors qu’ils ont réalisé que ces flashs correspondaient à des réflexions provenant de l’arrière du trou noir, leur trajectoire étant courbée. « En reconstruisant cette image de l’environnement autour du trou noir, nous apprenons exactement comment les trous noirs alimentent des objets aussi brillants et ont pu remplir leur rôle dans la formation des galaxies », conclut Wilkins.
Source : MIT Technology Review
