Ils cherchaient la preuve depuis 40 ans : le cliché qui confirme l’impensable fait frissonner les chercheurs

Pendant quarante ans, les astronomes ont cherché la preuve ultime d’un phénomène cosmique que la théorie prédisait sans jamais le confirmer : l’existence de systèmes binaires de trous noirs. En 2025, une image bouleverse tout. Pour la première fois, on a photographié deux trous noirs tournant l’un autour de l’autre. Une hypothèse vieille de plusieurs décennies devient réalité.

OJ287, le quasar aux variations lumineuses mystérieuses qui cachait deux géants cosmiques

La vedette de cette découverte, c’est OJ287, un quasar situé à des milliards d’années-lumière de la Terre. Un quasar, c’est un trou noir supermassif qui se nourrit de la matière environnante en produisant une lumière colossale. OJ287 intrigue depuis le XIXe siècle. Photographié par hasard à l’époque des plaques argentiques, il ne devient un sujet d’étude qu’un siècle plus tard.

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En 1982, un jeune chercheur finlandais, Aimo Sillanpää, remarque que la luminosité d’OJ287 varie tous les douze ans. Ce rythme parfait ne peut pas être un hasard. Il propose alors une idée audacieuse : et si deux trous noirs gravitaient l’un autour de l’autre, provoquant ces fluctuations régulières ? La communauté scientifique va traquer cette hypothèse pendant quarante ans.

Comment un doctorant et un super-réseau de radiotélescopes ont enfin résolu l’énigme orbitale d’OJ287

Les chercheurs savaient qu’ils tenaient un système binaire unique, mais le secret de son orbite restait flou. Il y a quatre ans, un doctorant, Lankeswar Dey, réalise un modèle mathématique précis des trajectoires des deux monstres. Restait une question : pouvait-on les voir ensemble ?

Le satellite TESS de la NASA détecte bien deux sources lumineuses. Mais la résolution des télescopes optiques est trop faible : les trous noirs apparaissent comme un point unique. C’est finalement grâce au système RadioAstron, un réseau de radiotélescopes reliés à un satellite entre la Terre et la Lune, qu’une image historique est obtenue. Elle montre deux émissions radio distinctes, signatures des deux trous noirs d’OJ287.

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Des jets de particules déformés : la signature spectaculaire de la danse gravitationnelle des deux trous noirs

Les trous noirs eux-mêmes sont invisibles : aucune lumière ne s’en échappe. Mais ils trahissent leur présence par les jets de particules qu’ils éjectent à des vitesses proches de celle de la lumière. Sur l’image de RadioAstron, ces jets révèlent la danse gravitationnelle des deux géants.

Le plus petit trou noir émet un jet qui se tord et oscille, un peu comme un tuyau d’arrosage en mouvement. Ce comportement prouve qu’il orbite autour d’un compagnon plus massif. Les chercheurs comparent ce jet à une queue qui remue, tant il suit le mouvement orbital du trou noir secondaire.

Une image unique, une fenêtre cosmique qui se referme et un tournant pour l’astronomie moderne

Le satellite RadioAstron n’est plus en service. Les télescopes terrestres, bien que puissants, n’offrent pas encore une résolution suffisante pour reproduire une telle image. Cette photographie historique pourrait donc rester unique pendant des années.

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Pour Mauri Valtonen, chercheur principal de l’étude à l’Université de Turku, cette observation marque un tournant : « Nous avons enfin vu ce que nous soupçonnions depuis quarante ans. Deux trous noirs qui dansent ensemble, c’est la preuve ultime que la gravité, telle qu’Einstein l’avait décrite, orchestre l’univers jusque dans ses recoins les plus sombres. »