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Nous avons vu l’énorme trou noir de notre galaxie plus clairement que

Les astronomes ont observé le Sagittaire A* – le trou noir supermassif au centre de notre galaxie – plus près que jamais, et la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein tient toujours.


Espace


14 décembre 2021

Cette image montre des étoiles en orbite très proche de Sgr A* (au centre), le trou noir supermassif au cœur de la Voie lactée.  Ils ont été obtenus avec l'instrument GRAVITY sur l'interféromètre du Very Large Telescope (VLTI) de l'ESO fin mars 2021.

Étoiles en orbite très proche de Sagittaire A* (au centre), le trou noir supermassif au cœur de la Voie lactée

Observatoire Européen Austral

Nous avons vu la zone proche du trou noir de notre galaxie plus clairement que jamais auparavant. Ces observations ont montré que, jusqu’à présent, la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein – qui dicte comment la gravité affecte l’espace-temps – reste exacte.

Une façon de tester la relativité générale consiste à observer le mouvement des étoiles autour d’un trou noir supermassif, où les effets de la gravité sont plus extrêmes que partout ailleurs dans l’univers. Reinhard Genzel à l’Institut Max Planck de physique extraterrestre à Garching, en Allemagne, et ses collègues ont utilisé l’interféromètre du Very Large Telescope au Chili pour développer ses recherches lauréates du prix Nobel sur le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, appelé Sagittaire A*.

Leurs observations, qui combinaient les données de quatre télescopes dans une technique appelée interférométrie, étaient environ 20 fois plus précises qu’elles n’auraient pu l’être avec un seul télescope. « Ce que cela nous permet de faire, c’est de regarder plus en profondeur et de voir des sources plus faibles avec cette haute résolution », explique un membre de l’équipe. Julia Stadler, également à l’Institut Max Planck de physique extraterrestre.

En mesurant les vitesses des étoiles en orbite autour du Sagittaire A*, les chercheurs ont calculé que le trou noir a une masse environ 4,30 millions de fois celle du soleil, la mesure la plus précise de sa masse à ce jour. Ces étoiles semblent toutes obéir au prédictions de la relativité générale.

« Nous n’avons trouvé aucune surprise dans le sens de la relativité générale », explique Genzel. « Mais nous commençons à vraiment tester diverses propositions qui sont des extensions de la théorie. »

Genzel et ses collègues ont trouvé un nouveau étoile en orbite Sagittaire A* qui pourraient nous aider à tester ces propositions alternatives. Appelée S300, elle est plus ancienne et plus faible que les autres étoiles que nous avons vues dans la région, et son âge pourrait modifier sa lumière d’une manière qui permettrait de mesurer son mouvement avec une précision extraordinairement élevée.

Sa découverte nous donne également l’espoir qu’il pourrait y avoir des étoiles faibles encore plus près du trou noir que nous ne le pensions, dit Genzel. Ces étoiles fourniraient des terrains d’essai encore meilleurs pour la relativité générale, et les chercheurs travaillent maintenant à trouver comment les trouver.

Références de revues : Astronomie & Astrophysique, DOI : 10.1051/0004-6361/202142465, DOI : 10.1051/0004-6361/202142459

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