En 2019, nous avons découvert la toute première image d’un
trou noir supermassif niché au cœur de la
galaxie Messier 87, à 54 années-lumière de la Terre. Baptisé M87*, il a été immortalisé grâce
aux données du télescope Event Horizon (EHT) collectées pendant plusieurs
jours en 2017. A l’époque, l’image avait été comparée à « beignet orange flou ».
Grâce à une technique d’apprentissage automatique appelée PRIMO ( principal-component interferometric modeling), une équipe de
chercheurs est parvenue à combler les lacunes des données d’observation
afin d’augmenter la résolution et d’affiner considérablement l’image. «
Comme nous ne pouvons pas étudier les trous noirs de près, les détails
d’une image jouent un rôle essentiel dans notre capacité à comprendre
leur comportement
», commente
Lia Medeiros, chercheuse en astrophysique membre de l’EHT et auteure
principale de l’étude parue dans
The Astrophysical Journal Letters.
Du « beignet orange flou » on passe à un « anneau doré fin »
L’image du trou noir supermassif M87 publiée à l’origine par la
collaboration EHT en 2019 (à gauche) et une nouvelle image générée par
l’algorithme PRIMO à partir du même ensemble de données (à droite).
©
L. Medeiros (Institute for Advanced Study), D. Psaltis (Georgia Tech),
T. Lauer (NSF’s NOIRLab), and F. Ozel (Georgia Tech)
Event Horizon est un réseau de sept télescopes répartis sur la planète. Il
utilise l’interférométrie, qui repose sur la lumière captée à différents
endroits, pour construire une image avec une résolution équivalente à celle
d’un télescope géant. Avec PRIMO, les chercheurs sont venus enrichir les
données. L’algorithme a été entrainé avec plus de 30 000 images simulées de
trous noirs accrétant du gaz. Les images couvraient un large éventail de
prédictions théoriques sur la manière dont les
trous noirs accrètent la matière, ce qui a permis à PRIMO de rechercher des modèles
qu’il a ensuite combinés pour produire une nouvelle image haute résolution
du trou noir.
Outre une meilleure compréhension de M87*, cette technique s’annonce
prometteuse pour l’étude d’autres trous noirs supermassifs, à commencer par
Sagittarius A* qui se trouve au cœur de notre Voie lactée.
Image Une : L. Medeiros (Institute for Advanced Study), D. Psaltis (Georgia
Tech), T. Lauer (NSF’s NOIRLab), and F. Ozel (Georgia Tech)
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