La NASA produit une étonnante simulation d’un trou noir
C’est juste cette année que l’on a pu poser le vrai premier regard sur un trou noir, et cela correspondait à la plupart des prédictions théoriques avancées avant que le projet du « Event Horizon Telescope (EHT) » ne fasse « l’histoire ». Une simulation impressionnante réalisée par la NASA nous montre à quoi ressemblerait un trou noir si nous étions plus près de lui.
Un trou noir attire toute la matière et l’énergie qui passe autour de lui et nous ne pouvons pas voir directement sa structure elle-même. Toutefois, nous pouvons voir ce qu’il fait à l’espace autour de lui. Ce qu’on voit dans la simulation de la NASA c’est le disque d’accrétion, les rémanents hyper-chauds des objets tandis qu’ils tombent dans le trou noir. Certains aspects de la simulation ne semblent pas corrects, mais c’est fait intentionnellement. La physique d’un trou noir est si « extrême » qu’elle semble fausse.
L’image montre un trou noir par la tranche, avec le disque d’accrétion s’étendant vers l’observateur et au loin de l’observateur. Les bosses du haut et du bas ne sont pas réellement là, elles sont le résultat de l’extrême gravité du trou noir qui altère les chemins lumineux (une sorte de lentille gravitationnelle. Nous voyons en réalité des images distordues du haut et du bas qui sont le disque plat vu du côté opposé. Cet effet est d’autant plus prononcé qu’on regarde le trou noir par la tranche. Vous pouvez aussi remarquer que le côté gauche du disque a l’air plus brillant que le côté droit, mais ce n’est pas une erreur. Le gaz rougeoyant et lumineux à gauche vient vers nous et Einstein avait prédit que ça le rendrait plus brillant. En réalité, l’image du EHT a bien montré ce même effet.
D’après la NASA, le cerclage du disque d’accrétion vient de la rotation du champ magnétique et de l’accélération de la matière près de l’horizon des évènements. Le gaz le plus proche du trou noir orbite à une Vitesse proche de celle de la lumière, mais les zones plus éloignées bougent beaucoup plus lentement. Ceci étire les sections plus claires, produisant des bandes claires et sombres. Et que se passe-t-il quant à la ligne brillante et stationnaire dans le principal disque d’accrétion ? C’est l’anneau des photons, une sorte de « réflexion » du disque d’accrétion du trou noir causée par les photons qui tournent 2 ou 3 fois à proximité de l’horizon des évènements avant d’être éjectés vers un endroit où on peut les voir.
Dans l’anneau des photons se trouve l’ombre du trou noir, qui est deux fois plus grande que la taille de l’horizon des évènements lui-même. L’effet de lentille gravitationnelle et la capture de lumière rend cette région d’un noir de jais. Tout ce qui passe dans l’horizon des évènements est coincé ici. Des images comme celle-ci nous aident à visualiser l’environnement extreme autour d’un trou noir et nous pouvons être beaucoup plus confiants en leur précision, grâce au projet EHT.
Traduction : Olivier Sabbagh