Voici l’image la plus nette à ce jour d’un jet de plasma expulsé par un trou noir

Après qu’une coalition internationale de scientifiques a publié l’année dernière la toute première image d’un trou noir, nous avons maintenant la suite ultime : des clichés d’un trou noir supermassif crachant des jets de particules à une vitesse phénoménale.

Des « jets de plasma jumeaux »

Un an après avoir capturé la toute première image d’un trou noir, les chercheurs du projet Event Horizon Telescope (EHT) sont récemment parvenus à obtenir celles d’un jet de plasma issu d’un trou noir supermassif avec une précision inédite. Leurs travaux ont été présentés cette semaine dans la revue Astronomy & Astrophysics.

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Cette séquence d’1m15 montre 3C 279, quasar lointain localisé dans la constellation de la Vierge, à cinq milliards d’années-lumière de la Terre, projetant des « jets de plasma jumeaux », selon les scientifiques à l’origine de cette observation.

Un quasar est le cœur extrêmement brillant d’une galaxie à l’intérieur duquel on trouve un trou noir supermassif entouré d’un « disque d’accrétion », zone de matière diffuse orbitant autour d’un corps central. Dans ce cas précis, les gerbes de matière sont éjectées du trou noir à 99,5 % de la vitesse de la lumière (300 000 km/s), en raison des immenses forces impliquées dans l’aspiration de la matière par ce dernier.

Pour capturer cette série d’images, l’équipe a utilisé une nouvelle technique appelée « interférométrie à très longue base », qui collecte et synchronise les données de plusieurs observatoires et télescopes radio du monde entier, afin de former un gigantesque télescope virtuel doté d’une très haute sensibilité.

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« Chaque fois que vous ouvrez une nouvelle fenêtre sur l’Univers, vous pouvez vous attendre à trouver quelque chose d’inédit »

L’EHT a ensuite analysé et combiné ces données pour se concentrer sur les objets distants avec une résolution impressionnante (20 micro-secondes d’arc), soit « l’équivalent d’une personne sur Terre parvenant à identifier une orange sur la Lune », selon les auteurs du papier.

Les chercheurs ont été surpris de voir les jets s’incurver de manière inattendue, avec une torsion bien visible à la base.

« Nous savions que chaque fois que vous ouvrez une nouvelle fenêtre sur l’Univers, vous pouvez vous attendre à trouver quelque chose d’inédit », a estimé Jae-Young Kim, chercheur à l’Institut Max-Planck pour la radioastronomie (MPIfR) et auteur principal de l’article. « Dans ce cas précis, là où nous nous attendions à observer une trajectoire rectiligne pour les jets, nous avons identifié une sorte de structure perpendiculaire », a ajouté le chercheur, qui compare cette découverte au fait de « trouver une forme très différente en ouvrant la plus petite des poupées matriochkas ».

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« L’année dernière, nous avions capturé la première image de l’ombre d’un trou noir », a de son côté rappelé Anton Zensus, qui préside le conseil de collaboration de l’EHT. « Aujourd’hui, nous voyons des changements inattendus dans la forme des jets de matière expulsés par 3C 279, mais il nous reste encore beaucoup à découvrir. Ce n’est que le début. »