Les astronomes continuent à sonder de plus en plus proche de l'horizon des événements du trou noir central de la Voie lactée avec le VLT de l'ESO. Ils mesurent plus précisément les mouvements des étoiles proches en orbite autour de lui, à la recherche d'une nouvelle physique et d'une meilleure connaissance de cet objet compact afin de déterminer notamment sa masse et sa vitesse de rotation.
« La théorie de la relativité générale est une théorie de la gravitation et comme la théorie newtonienne de la gravitation, qu'elle affine et élargit, son foyer naturel est l'astronomie », ainsi s'exprimait Subrahmanyan Chandrasekhar. Même si l'on pense que la théorie contient de profondes indications sur la nature ultime de la matière et des forces de l'Univers observable, et qui ne seront visibles que dans le cadre d'une nouvelle physique allant au-delà de la théorie de la relativité générale, force est de reconnaître que cette déclaration du prix Nobel de physique reste plus que jamais d'actualité et l'on chasse cette nouvelle physique aussi dans le domaine de l'astronomie avec elle.
Un des laboratoires possibles de cette quête, c'est un trou noir supermassif. Cela tombe bien, nous en avons un à portée de main, ou plutôt de télescopes et radiotélescopes, au cœur de la Voie lactée. On le désigne sous le nom de Sagittarius A* et Futura a déjà consacré plusieurs articles à ce sujet comme le précédent ci-dessous.
Deux nouveaux articles publiés dans Astronomy & Astrophysics provenant des membres de la collaboration Gravity expose les derniers résultats obtenus en utilisant le Very Large Telescope en mode interféromètre de l'Observatoire européen austral (VLTI de l'ESO). Les astronomes utilisent pour cela la fameuse technique de synthèse d'ouverture qui permet de combiner les observations de plusieurs instruments comme s'il en formait un unique de plus grande taille.
Ce zoom commence par une vue générale de la Voie lactée. Nous plongeons ensuite dans la région centrale poussiéreuse pour l'observer de plus près. Là, un essaim d'étoiles gravite autour d'un objet invisible : un trou noir supermassif, contenant environ 4,3 millions de fois plus de masse que le Soleil. En s'en rapprochant, on voit ces étoiles, observées par l'instrument Naco sur le Very Large Telescope de l'ESO (la dernière observation datant de 2019). En zoomant davantage, nous voyons des étoiles encore plus proches du trou noir, observées par l'instrument Gravity sur le Very Large Telescope Interferometer de l'ESO à la mi-2021. © ESO/Gravity collaboration/L. Calçada, N. Risinger (skysurvey.org), DSS. Musique: Johan Mone
Cela permet d'obtenir une très grande résolution et selon le communiqué de l'ESO accompagnant les nouvelles publications, la noosphère a obtenu les images les plus détaillées et les plus nettes à ce jour de la région entourant le trou noir supermassif au centre de notre Galaxie, avec un gain d'un facteur 20 pour le zoom réalisé. La synthèse d'ouverture n'a pas été la seule technique employée pour atteindre ce résultat, précise le communiqué. Les astronomes ont fait appel à l'IA, plus précisément au machine learning, ce que l'on appelle la technique d'apprentissage automatique en français et en l'occurrence celle dénommée théorie des champs d'information.
Que permet donc de faire ce zoom ? Reinhard Genzel, directeur de l'Institut Max-Planck de physique extraterrestre (MPE) à Garching, en Allemagne, qui a reçu le prix Nobel en 2020 pour ses recherches avec ses collègues sur Sagittarius A* - recherches qui s'appuient sur l'étude qu'ils mènent depuis trois décennies sur les étoiles en orbite autour du trou noir supermassif (comme sa co-lauréate Andrea Ghez) -, l'astrophysicien l'indique en ces termes : « Nous voulons en savoir plus sur le trou noir situé au centre de la Voie lactée, Sagittarius A* : Quelle est sa masse exacte ? Tourne-t-il ? Les étoiles qui l'entourent se comportent-elles exactement comme nous l'attendons de la théorie générale de la relativité d'Einstein ? La meilleure façon de répondre à ces questions est de suivre les étoiles sur des orbites proches du trou noir supermassif. Et nous démontrons ici que nous pouvons le faire avec une précision inégalée ».
« Le VLTI nous donne cette incroyable résolution spatiale et, avec les nouvelles images, nous atteignons une profondeur jamais atteinte auparavant. Nous sommes stupéfaits par leur quantité de détails, ainsi que par l'action et le nombre d'étoiles qu'elles révèlent autour du trou noir », ajoute dans le communiqué de l'ESO Julia Stadler, chercheuse à l'Institut Max-Planck d'astrophysique de Garching, et qui a dirigé les opérations d'imagerie de la collaboration Gravity.
Pour en savoir plus sur le trou noir supermassif de la Voie lactée, Sgr A*, les scientifiques ont zoomé vers le centre de notre Galaxie à l'aide du Very Large Telescope de l'ESO en mode interféromètre pour observer le mouvement des étoiles autour de Sgr A*. Cette vidéo résume ce qu'ils ont découvert. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez...
[Courte citation de 8% de l'article original]