Une équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a pu mesurer l'horizon d'un trou noir, c'est à dire la limite en dessous de laquelle la matière qu'il attire ne peut plus faire demi-tour. Les chercheurs étudiaient à la base les jets de particules qui se produisent quand la matière s’agglomère à la périphérie des trous noirs.
Si l’on peut estimer la masse d’un trou noir, mesurer sa taille est bien plus compliqué. Rien que de savoir où commencent ses limites pose problème. Alors qu’ils cherchaient à étudier un autre phénomène lié aux trous noirs, une équipe de chercheurs formée autour du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a proposé une solution pour remédier à cette difficulté : mesurer l’horizon des trous noirs.
Les trous noirs se forment quand une trop grande masse est concentrée dans un volume d’un trop petit rayon. La gravité devient si forte que la matière prise en orbite ne peut plus s’en dégager que si elle dépasse la vitesse de la lumière, ce qui est impossible. Le rayon critique en dessous duquel un objet d’une certaine masse forme un trou noir s’appelle le rayon de Schwarzschild. La limite après laquelle la matière ne peut plus faire demi-tour est le fameux horizon du trou noir.
Au centre de la galaxie M87
Mais la matière s’accumule et s’engorge à sa périphérie, ce qui forme un disque d’accrétion. La chaleur et l’intensité des champs magnétiques s’y amplifient et ces conditions finissent par provoquer deux phénomènes. Le trou noir se met à tourner dans le même sens que la matière du disque d’accrétion, puis des jets de matière sont expulsés avec une telle force qu’ils peuvent s’étendre sur plusieurs centaines de milliers d’années-lumière. Ils alimentent ainsi étoiles et galaxies en nouvelles particules.
L’étude de la trajectoire de ces jets fourni de nombreux renseignements sur le comportement des trous noirs et c’est précisément ce que les chercheurs étudiaient à la base. Ils se sont intéressés au trou noir situé au centre de la galaxie M87, à 50 millions d’années-lumière de la Voie Lactée. Cet imposant corps céleste, d’une masse six milliards de fois plus importante que le Soleil, a été scruté pendant trois nuits par les paraboles de quatre sites de recherche, dont le James Clerk Maxwell Telescope à Hawaii.
Entre 19 et 22 milliards de kilomètres
Leurs travaux publiés dans Science le 27 septembre ne livrent d’ailleurs pas directement la mesure de l’horizon, mais un ratio entre ses limites et celles du disque d’accrétion. Le disque s’étend sur une zone d’un rayon entre 5,1 et 5,9 plus important que le point de non-retour. Space.com a interrogé Sheperd Doeleman, l’auteur principal de l’étude, pour que l’on puisse obtenir un rayon chiffré. Selon lui, l’horizon se situe entre 19 et 22 milliards de kilomètres du centre du monstre. Tout ce qui se trouve en dessous est alors définitivement capturé par le trou noir
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