La toute première image de trou noir a été rendue possible par cette informaticienne de 29 ans

Le trou noir en question se trouve dans une galaxie éloignée, à 500 millions de billions de kilomètres de distance (55 millions d’années-lumière) de la Terre. Capturer une image de cet objet cosmique lointain et mystérieux – surnommé « un monstre » par les scientifiques – semblait être une mission irréalisable. Cependant, une équipe internationale de plus de 200 chercheurs, dont une informaticienne nommée Katie Bouman, a rendu l’impossible possible.

WASHINGTON, D.C. – 10 AVRIL : (de gauche à droite) Le directeur du télescope Horizon, Sheperd Doeleman, directeur de la National Science Foundation, France Cordova, directrice de la National Science Foundation, Dan Marrone, professeur agrégé d’astronomie à l’Université de Waterloo et Avery Broderick et Sera Markoff, professeur de théorie des astrophysics théoriques à haute énergie à l’Université d’Amsterdam révèlent la première photographie du trou noir à une conférence de presse organisée au National Press Club, 10 avril 2019, à Washington.C. (©Getty Images | Chip Somodevilla)

Le 10 avril, lors d’une conférence de presse au National Press Club de Washington, D.C., l’équipe a dévoilé la toute première image directe d’un trou noir supermassif, ainsi que ses anneaux de lumière et d’ombre orange, au milieu d’une immense galaxie appelée Messier 87 ou M87, près de l’amas de galaxies Virgo.

« Nous avons pris la première photo d’un trou noir », a déclaré Sheperd Doeleman, directeur de l’Event Horizon Telescope Collaboration, dans un communiqué. « C’est un exploit scientifique extraordinaire accompli par une équipe de plus de 200 chercheurs. »

S’adressant au site américain The Verge, Dimitrios Psaltis, un scientifique du projet Event Horizon Telescope de l’Université de l’Arizona, a déclaré : « C’est une image que vous auriez vue si vous aviez des yeux aussi grands que la Terre et que vous observiez en radiocommunication. »

L’énorme trou noir capturé sur l’image devrait avoir une masse 6,5 milliards de fois plus grande que notre soleil. Les chercheurs considèrent cette image comme la première « preuve visuelle » de l’existence de trous noirs.

« L’énorme masse du trou noir du M87 en fait vraiment un monstre, même selon les normes du trou noir supermassif », dit Sera Markoff, astrophysicienne à l’Université d’Amsterdam. « Vous avez devant vous un trou noir supermassif de la taille de tout notre système solaire. »

Malgré son nom, le trou noir n’est pas un espace vide. Au lieu de cela, les trous noirs, présentés dans la théorie de la relativité générale d’Einstein, sont constitués « d’une grande quantité de matière entassée dans une très petite région », principalement formée « des restes d’une grande étoile qui meurt dans une explosion de supernova », selon la NASA.

« Le résultat est un champ gravitationnel si fort que rien, pas même la lumière, ne peut s’échapper », déclare la NASA sur son site Web.

La photographie de l’Agence spatiale européenne publiée le 25 octobre 2001 montre un trou noir supermassif dans le noyau de la galaxie appelé MCG-6-30-15 vu par le satellite X-ray Multi-Mirror Mission (XMMM-Newton). Avec ce type d’imagerie, les scientifiques ont vu pour la première fois de l’énergie être extraite d’un trou noir. Comme une dynamo électrique, ce trou noir fait tourner et pompe l’énergie à travers des lignes de champ magnétique en forme de câble dans le gaz chaotique qui l’entoure, ce qui rend le gaz – déjà très chaud à l’infini à cause de la force de gravité qui l’écrase – encore plus chaud. (Photo par ESA/Getty Images)

 

Cette image, diffusée le mercredi 10 avril 2019 par le télescope Event Horizon, montre un trou noir. Les scientifiques ont révélé la toute première image d’un trou noir après avoir assemblé les données recueillies par un réseau de radiotélescopes à travers le monde. (National Science Foundation via Getty Images)

L’image historique a été prise par des scientifiques à l’aide d’un réseau mondial de huit télescopes reliés entre eux, mis en place dans le monde entier dans le cadre d’un projet connu sous le nom d’Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration.

Huit télescopes, stationnés sur les cinq continents, ont été utilisés en avril 2017 pour une semaine d’observation des trous noirs, selon l’Event Horizon Telescope.

« Les trous noirs stimulent l’imagination depuis des décennies », a déclaré France Córdova, directrice de la Fondation nationale des sciences. « Ils ont des propriétés inhabituelles et sont mystérieux pour nous. Pourtant, avec d’autres observations comme celle-ci, ils nous livrent leurs secrets. C’est pourquoi NSF (National Science Foundation) existe. Nous permettons aux scientifiques et aux ingénieurs d’illuminer l’inconnu, de révéler la majesté subtile et complexe de notre univers. »

Cette photo du 4 avril 2019, fournie par Maunakea Observatories, montre le réseau submillimétrique, qui fait partie du réseau du télescope Event Horizon au sommet du Mauna Kea, Hawaii. Le mercredi 10 avril, les scientifiques ont dévoilé la toute première image d’un trou noir réalisée à l’aide de ces télescopes. (Observatoires de Maunakea via AP)

Cette réalisation révolutionnaire n’aurait pu être réalisée sans un algorithme – essentiel au projet – mis au point par Katherine Bouman, informaticienne du MIT âgée de 29 ans.

En 2016, Bouman, une étudiante diplômée du MIT, a dirigé le développement de l’algorithme qui a aidé à capturer l’image d’époque ; Katherine a travaillé avec une équipe du Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT, le centre physico-spatial HarvardSmith et l’Observatoire MIT Haystack selon le New York Post.

« Il y a 3 ans, Katie Bouman, étudiante diplômée du MIT, a dirigé la création d’un nouvel algorithme pour produire la toute première image d’un trou noir », a écrit le laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT dans un tweet. « Aujourd’hui, cette image est sortie. »

À l’aide de l’algorithme bien conçu, les chercheurs ont assemblé les données recueillies par le projet du télescope Event Horizon pour former la toute première image d’un trou noir.

Le 10 avril, Katie Bouman a téléchargé une photo sur Facebook, qui la montre rayonnante d’excitation en voyant la première image du trou noir. « Regardant incrédule la première image que j’ai jamais faite d’un trou noir en cours de reconstruction », écrit-elle.

L’humble mais accomplie Katie Bouman a dit dans un post : « Aucun algorithme ou personne n’a fait cette image. » Katie Bouman est actuellement professeur adjoint au département d’informatique et de sciences mathématiques du l’Institut de technologie de Californie (Caltech).

« Il a fallu le talent incroyable d’une équipe de scientifiques du monde entier et des années de travail acharné pour mettre au point l’instrument, le traitement des données, les méthodes d’imagerie et les techniques d’analyse nécessaires pour réaliser cet exploit apparemment impossible », a-t-elle écrit.

Félicitations aux chercheurs pour cette remarquable percée du trou noir !

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