Les données EHT révèlent que l’apparence d’un beignet sur les images du trou noir supermassif Sgr A* au centre de notre galaxie pourrait être en partie un artefact de la méthode de fusion de données. (Miyoshi et autres)
Quel est exactement le trou noir supermassif qui se cache au centre de notre galaxie ? Cette question semble simple, mais la réponse n’est pas facile à obtenir.
Notre trou noir local, appelé Sgr A* (abréviation de Sagittarius A*), se trouve à seulement 26 000 années-lumière de la Terre, mais il est très difficile à capturer car la matière qui l’entoure se déplace presque aussi vite que la lumière. Cependant, après des années d’efforts, les scientifiques du projet Event Horizon Telescope (EHT) ont réussi à prendre une image en 2022. La silhouette de ce trou noir apparaît comme un beignet orange pâle.
Cependant, une analyse indépendante des données EHT suggère que l’apparence en forme de beignet pourrait être en partie un artefact de la méthode de fusion de données. Cette découverte vient d’une équipe de scientifiques de l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ).
La structure en anneau montre en fait des ondes radio intenses rayonnant à partir d’un disque de gaz tournant autour du trou noir, connu sous le nom de « disque d’accrétion ». Les chercheurs suggèrent que ces structures pourraient en réalité être plus allongées qu’elles ne le paraissaient à l’origine.
“Aucun télescope ne peut capturer parfaitement des images astronomiques”, a déclaré Makoto Miyoshi du NAOJ, qui a dirigé la dernière analyse des données EHT. “Nous émettons l’hypothèse que ces images d’anneaux sont dues à des erreurs dans l’analyse des images EHT et sont en partie des artefacts et non de véritables structures astronomiques.”
À ce jour, le consortium EHT impliquant plus de 400 chercheurs de 13 institutions internationales, dont NAOJ, n’a pas fourni de déclaration officielle concernant ces résultats. En utilisant seulement huit télescopes répartis sur six emplacements, il existe de nombreuses lacunes dans les données collectées par l’EHT. Katie Bouman, professeure adjointe au California Institute of Technology, a décrit les limites de ces données comme « comme si on écoutait une chanson sur un piano auquel il manque beaucoup de touches ».
Le projet EHT est entré dans l’histoire en 2019 en révélant la première image d’un trou noir, une avancée technologique qui montrait la silhouette d’un objet cosmique géant au centre de la galaxie M87. Pendant ce temps, Sgr A* est plus difficile à capturer car sa masse est 1 600 fois plus petite que le trou noir de M87, ce qui entraîne un déplacement plus rapide de la matière environnante.
“Comme un enfant en bas âge qui ne peut pas rester immobile lorsqu’il est photographié”, a déclaré Bouman dans un communiqué de 2022, décrivant l’énorme défi d’immortaliser Sgr A*. Un autre défi vient de l’épais nuage de poussière et de gaz flottant entre la Terre et le Centre Galactique qui interfère avec les signaux radio de Sgr A*.
Pour surmonter ce problème, l’équipe de l’EHT a utilisé un algorithme informatique spécial qui comble les lacunes dans les données et reconstruit l’image avant que le signal ne soit perturbé par des gaz turbulents.
“Chaque algorithme a une manière différente de déterminer quelles images sont les plus probables”, a déclaré Bouman. “C’est comme si nous engageions ensemble Sherlock Holmes, Hercule Poirot, Jane Marple et Jules Maigret pour voir leurs conclusions.”
La plupart des simulations informatiques de milliers d’images montrent un anneau de lumière brillant de la taille de l’orbite de Mercure, ce qui correspond aux prédictions de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein.
Dans la nouvelle étude, Miyoshi et son équipe suggèrent que les structures en forme d’anneau sont un artefact provoqué par la fonction d’étalement des points (PSF), qui permet aux systèmes d’imagerie de mesurer le degré de flou provoqué par les lacunes dans les données.
Les chercheurs ont utilisé des méthodes d’analyse « traditionnelles » sur les données EHT qui diffèrent des méthodes d’analyse EHT originales. Les résultats ont montré que le disque d’accrétion était légèrement allongé d’est en ouest et que la partie orientale du disque semblait plus brillante, ce qu’ils ont interprété comme une augmentation Doppler, indiquant qu’il se rapprochait de nous.
“Nous pensons que cette apparence signifie que le disque d’accrétion autour du trou noir tourne à environ 60 % de la vitesse de la lumière”, explique Miyoshi.
Pour l’instant, l’aspect anneau et l’aspect allongé peuvent encore être corrects. Les astronomes espèrent que les prochaines améliorations de la technologie du télescope permettront une imagerie plus détaillée, offrant ainsi une meilleure compréhension de la région autour de Sgr A* et d’autres trous noirs. (espace/Z-3)
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