Comment obtenir une image de trou noir encore plus nette ?

Les astronomes sont enfin parvenus à photographier un trou noir. Comment, désormais, réussir à obtenir des images encore plus nettes et précises de cet objet céleste ? Des scientifiques de l’université de Rabdoud (Pays-Bas) proposent d’envoyer des radiotélescopes en orbite autour de la Terre pour observer les trous noirs.

Leur étude, annoncée le 6 mai 2019 et publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, présente cette solution pour tenter de photographier Sagittarius A*, le probable trou noir qui se trouve au centre de la Voie lactée. Cette source d’ondes radio faisait partie des cibles de l’Event Horizon Telescope, qui a finalement reporté son choix sur M87*, le trou noir de la galaxie Messier 87 (M87).

Une représentation d'un trou noir.

Source : Pixabay (photo recadrée)

Pourquoi vouloir une image plus précise ?

À quoi pourrait-il servir d’obtenir une image plus précise d’un trou noir ? Selon les auteurs de l’étude, ce serait un bon moyen de tester la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. Celle-ci montre que « des corps aussi massifs que des étoiles peuvent, dans certaines conditions, s’effondrer sous l’effet de leur propre gravité jusqu’à former une région de l’espace dont plus rien, ni la matière, ni la lumière, ne peuvent sortir », soit un trou noir, résume le CNRS.

La photographe de M87* paraît confirmer cette théorie, puisqu’elle a démontré l’existence de l’horizon des événements, la frontière au-delà de laquelle la force gravitationnelle est telle qu’il n’y a pas de retour possible (si on imagine un vaisseau entrer dans ce trou, par exemple). Les radiotélescopes spatiaux permettraient de faire des « tests plus rigoureux des modèles de la relativité générale », assurent les astronomes.

Un radiotélescope terrestre.

Source : Pixabay (photo recadrée)

« Deux ou trois satellites » en orbite

Pour cela, les astronomes proposent de mettre en place un « Event Horizon Imager » (EHI), formé par « deux ou trois satellites en orbite terrestre moyenne polaire ou équatoriale » (entre 2 000 et 35 786 kilomètres d’altitude). En suivant cette orbite, les satellites pourraient obtenir une image avec une résolution élevée. Ces appareils seraient des radiotélescopes, capables de détecter des ondes radioélectriques en provenance des objets de l’univers.

Le dispositif devrait parvenir à réaliser une image de Sagittarius A* « en quelques mois ». Le trou noir de M87 pourrait aussi être photographié à nouveau. Les scientifiques sont persuadés que la résolution de ces photos sera plus haute que celle des images obtenues au sol avec la technique de l’interférométrie à très longue base (VLBI), qui a été employée par le réseau d’observatoires constituant l’EHT.

Comment récolter ensuite les données ?

Cette solution est-elle réalisable ? Des expériences ont déjà été menées pour utiliser la VLBI depuis l’espace. En 1997, l’institut scientifique japonais ISAS (aujourd’hui rattaché à l’agence spatiale du pays) a lancé un radiotélescope spatial équipé d’une antenne de 8 mètres de diamètre. La manœuvre a permis de créer un radiotélescope virtuel, en combinant cet outil avec des observatoires terrestres. La Russie a aussi mis en orbite un radiotélescope spatial en 2011. Il a cessé de répondre en janvier 2019.

« Il reste encore des challenges techniques significatifs à surmonter pour que ce concept devienne une véritable mission », concèdent les scientifiques en conclusion. Par exemple, il va falloir trouver comment transmettre les données au sol. Celles qui ont permis d’obtenir le portrait de M87* ont dû être transportées par avion : une image encore plus précise nécessitera probablement encore plus de données.