gov-civil-vilareal.ptQuelle est la dernière chose que vous verriez en tombant dans un trou noir ?
>En avril 2019, les astronomes ont publié un étonnante image d'un trou noir supermassif au centre de la galaxie M87 . C'était l'image d'un trou noir à la résolution la plus élevée jamais prise, et elle montrait un anneau de matière flou et étrangement brillant avec une tache sombre au centre. Ce n'était pas le trou noir lui-même, mais dans un sens son ombre ; le plus grand volume d'espace autour d'elle où aucune orbite n'est stable, et même la lumière elle-même finit par tomber dans la fosse infiniment profonde.
La toute première image de 'l'ombre' d'un trou noir supermassif. Cela montre la région autour d'un trou noir d'une masse 6,5 milliards de fois celle du Soleil, situé à 55 millions d'années-lumière de la Terre au cœur de la galaxie M87. Crédit: NSF
Aussi cool que soit cette image, elle est floue pour deux raisons. L'une est que malgré le télescope Event Horizon (comme s'appelle le réseau qui a effectué les observations) combinant les puissances des télescopes du monde entier, la résolution n'est tout simplement pas assez élevée pour voir de nombreux détails - de 55 million à des années-lumière, même un gros trou noir semble assez petit. L'autre est que les temps d'exposition étaient longs, de sorte que toutes les caractéristiques telles que les gouttes de gaz tourbillonnant autour du trou noir sont devenues floues.
Que serait un beaucoup Un instantané à plus haute résolution de ce trou noir ressemble-t-il ?
Une équipe d'astronomes et de physiciens a décidé de s'attaquer à ce problème . À l'aide des équations d'Einstein pour la relativité générale, qui régissent le comportement de l'espace et de la lumière à proximité d'un trou noir, ils ont créé une série d'images pour étudier à quoi cela ressemblerait à distance.
Les résultats sont extrêmement cool :
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Une simulation de ce à quoi ressemblerait le trou noir au centre de la galaxie M87 lorsqu'il courbe la lumière autour de lui. En bas : instantanés de la lumière autour du trou noir à différents moments. En haut : un composite de tous les instantanés additionnés, montrant ce que le télescope Event Horizon a vu dans l'image historique de 2019. Crédit : Adapté de Johnson et al.
Ouah. Qu'est-ce que ça veut dire?
La rangée d'images du bas contient trois instantanés distincts réalisés à l'aide de leur simulation avec les propriétés physiques du trou noir imitant celles du vrai trou noir. Par exemple, ils ont utilisé une masse de 6,2 milliards de masses solaires, un angle de vue qui correspond au nôtre à M87, et la quantité de matière tourbillonnant autour de lui dans un disque plat appelé disque d'accrétion (calculé à l'aide d'observations infrarouges de ce matériau). L'échelle est incroyablement petite; 50 µas = 50 microsecondes d'arc, où une seconde d'arc correspond à peu près à la taille d'un quart américain à plus de 5 kilomètres. C'est donc littéralement comme voir un bactérie sur ce trimestre.
L'image du haut montre une combinaison de plusieurs instantanés pour montrer ce que le télescope Event Horizon aurait vu dans sa plus longue exposition s'il avait une résolution infinie. Vous obtenez un anneau brillant, légèrement asymétrique, dont la lumière provient à la fois de l'intérieur et de l'extérieur, et ce vide noir béant au centre.
Qu'est-ce que cela signifie?
rêves d'ex
Serait-il possible d'obtenir une image réelle d'un trou noir qui ressemble davantage à cette simulation ? En fait, oui! Une façon serait de lancer des radiotélescopes dans l'espace, en élargissant la ligne de base du réseau. Plus vos télescopes sont éloignés les uns des autres, plus la résolution est élevée. Le problème avec cela est que les radiotélescopes doivent être grands, des dizaines de mètres de diamètre en général sinon plus, et obtenir quelque chose de cette taille dans l'espace n'est pas facile. Je me demande si dans les décennies à venir nous serons capables de le faire ? Peut-être même en construire sur la Lune, reposant dans des cratères de taille similaire qui les nichent pour plus de stabilité… Si nous le pouvions, nous obtiendrions des images qui rivaliseraient avec le résultat de ce calcul.
Jusque-là, cependant, nous pouvons travailler avec ce que nous avons, et c'est toujours très bien. Nous en apprenons beaucoup sur ce que vous verriez si vous tombiez dans un trou noir. Tu ne le verrais pas pour longue – vous vous déplaceriez près de la vitesse de la lumière à mesure que vous vous en approchiez – et vous seriez probablement occupé à être déchiré en lambeaux par la gravité et les marées et frit par le rayonnement à haute énergie de toute façon. Mais quand même, plutôt cool.
