Comment voir un trou noir?

L'image d'un trou noir obtenue la semaine dernière grâce aux efforts de huit télescopes et de treize instituts était floue et moins intéressante que les dessins d'artistes, de sorte que l'événement historique a donné lieu à de nombreux mouchards parfois malveillants (si vous ne l'avez pas vu: beignet , œil de Sauron , chat , chats , marketing ). Comment pouvons-nous voir des trous noirs de bonne qualité tout en étant réaliste?

La réalité

La semaine dernière a montré que l'image d'un trou noir peut être obtenue en combinant plusieurs télescopes dans différentes parties du globe en un interféromètre avec une base extra-longue et en consacrant une grande quantité de temps machine et humain au traitement des données obtenues.


Image de la collaboration Event Horizon Telescope

Plus la distance entre les télescopes combinés dans un interféromètre est grande, plus la résolution est élevée. Télescope Horizon Event 20 microsecondes angulaires comparé à la lecture d'un journal à New York depuis Paris. Le trou noir supermassif de la galaxie M87 a un diamètre de 40 milliards de kilomètres, son ombre, visible comme un trou noir au centre, est 2,5 fois plus grande (100 milliards) et le disque d'accrétion du gaz absorbé tourne plusieurs fois plus large. Par conséquent, un trou noir pouvait être vu à une distance gigantesque de 55 millions d'années-lumière.

Malgré le fait qu'un trou noir absorbe tout ce qui a volé au-delà de l'horizon des événements, il peut être remarqué en étudiant le comportement de la matière en dehors de cet horizon. En observant le mouvement des étoiles pendant des décennies, vous pouvez voir comment, au centre de notre galaxie, elles tournent autour d'une sorte d'objet lourd mais invisible.


Image Keck / UCLA

Le disque d'accrétion d'un trou noir donne naissance à des jets relativistes (jets) - les flux de plasma éjectés à une vitesse presque légère. Ici, par exemple, la combinaison d'images dans le visible ("Hubble") et la portée radio du jet de la galaxie Hercules A.


Image de la NASA

Et le jet émanant du centre de la galaxie Centaurus A est plus grand que la galaxie elle-même.


Image CXC / NASA et ESO

Les émissions peuvent prendre une autre forme. Voici deux «éternuements» d'un trou prétendument noir à 26 millions d'années-lumière de nous dans la gamme des rayons X.


Image de la NASA

Une autre option consiste à regarder le changement de la trajectoire de la lumière passant près d'un trou noir. En raison de la courbure de l'espace, son trajet change et l'effet de lentille gravitationnelle se produit, grâce auquel nous voyons le même objet répété plusieurs fois dans le ciel. Cela se révèle particulièrement clairement lorsque la galaxie cristallise un quasar (trou noir supermassif) - une «croix d'Einstein» apparaît dans le ciel.


Image de la NASA

2016 nous a également permis d'entendre des trous noirs. Converties en une portée audible pour l'oreille humaine, les ondes gravitationnelles provenant de la confluence de deux trous noirs complètent la beauté visuelle ci-dessus.

Cinéma

Là où la réalité échoue, le cinéma vient à la rescousse. Heureusement pour nous, les réalisateurs ne sont pas trop paresseux pour inviter de vrais scientifiques comme consultants scientifiques, et les objets dessinés sont très réalistes. Sorti en 2014, Interstellar offrait une image de très haute qualité d'un trou noir supermassif créé sur la base d'équations écrites par le physicien Kip Thorne.


Image du film


Et les créateurs de l'image «High Society» parue l'an dernier ont attiré l'astrophysicien français Aurélien Barrot. Le résultat était beaucoup plus proche de l'image du télescope Event Horizon que de celle d'Interstellar.


Image du film


Il ne sert à rien de dire lequel des scientifiques a le plus raison - les deux images montrent des phénomènes scientifiquement corrects de lentille gravitationnelle et de disque d'accrétion. Soit dit en passant, la première image d'un trou noir a été créée en 1979 par l'astrophysicien français Jean-Pierre Lumine à l'aide d'un ordinateur et, ce qui n'est pas surprenant, elle ressemble à la fois ci-dessus et à la photo d'un vrai trou noir reçue la semaine dernière.

Virtuality

Et s'il ne suffit pas que quelqu'un regarde et veuille plus d'interactivité, par exemple, pour voler seul autour d'un trou noir, alors le Space Engine gratuit planétarium-bac à sable est le meilleur. Pour être près du trou noir au centre de la M87, il faut quelques minutes. Nous trouvons la galaxie, appuyez sur Ctrl + Maj + G, le tour est joué, nous y sommes.



Nous prenons une capture d'écran, jouons un peu avec la luminosité et la couleur, et nous avons une copie presque exacte de l'image réelle.



Et puisque le Space Engine peut voler virtuellement dans l'univers, les passionnés ont non seulement regardé le M87, mais ont également trouvé des clichés beaucoup plus beaux.


Trou noir au centre de M87