Un anneau de photons révélé autour d’un trou noir supermassif

Nous avons tous en mémoire l’incroyable image du trou noir supermassif niché au cœur de la galaxie M87. Une image rendue publique en 2019. Une image… floue. Et la théorie prévoyait que derrière cette lueur diffuse pourrait se cacher un mince anneau de photons brillant. Des chercheurs viennent de le faire apparaître.

Souvenez-vous, en 2019, l’humanité découvrait, les yeux ébahis, la toute première image d’un trou noir supermassif. Le trou noir situé au centre de la galaxie M87. Et très vite, certains ont imaginé pouvoir tirer bien plus encore de ces données que ce qu’elles laissaient voir de prime abord.

« Nous avons éteint le projecteur pour voir les lucioles. » C’est ainsi qu’Avery Broderick, astrophysicien à l’université de Waterloo (Canada), décrit, dans un communiqué, le travail effectué par son équipe. Une manière de « remasteriser » l’image que nous connaissons tous. Dans quel but ? Pour observer, derrière l’éclat de la lueur orange diffuse et sans attendre la prochaine génération d’instruments, le mince anneau de lumière brillant prévu par la théorie. Un anneau formé par des photons qui, sous l’effet de l’intense gravité qui règne dans la région, font le détour le plus serré que l’on puisse imaginer par l’arrière du trou noir avant de nous arriver.

Dans l’intimité du trou noir

Parce que ce que l’image de 2019 montrait n’était autre qu’un mélange de processus astrophysiques – des gaz et des poussières tombant sur le trou noir – et de phénomènes gravitationnels – ceux qui peuvent donner naissance à un anneau de photons. Le mieux que l’Event Horizon Telescope (ETH) pouvait faire. Mais pas le mieux que les astrophysiciens pouvaient obtenir de ses données.

En se basant sur leur compréhension théorique de l’apparence des trous noirs supermassifs, ils ont imaginé un nouvel algorithme. Et ils sont, en quelque sorte, parvenus à décomposer l’image de 2019 pour faire apparaître le fameux anneau de photons que les simulations avaient annoncé. De quoi produire à 7,13 ±0,39×10⁹ fois la masse de notre Soleil, l’estimation la plus précise à ce jour de la masse de ce trou noir supermassif qui niche au cœur de la galaxie M87. Et observer, en bonus, un jet de particules au plus près du trou noir.