Nous avons tous vu des photos de planètes flottant dans l'espace, mais avez-vous déjà pensé à ce à quoi pourrait ressembler un cliché d'un trou noir ? Il ne s'agit pas des rendus générés par ordinateur que vous voyez sur Google Images ou sur votre fond d'écran standard, mais d'une photo réelle de l'objet.
Cela peut sembler un concept farfelu, mais le Télescope Event Horizon C'est précisément ce que fait le projet "L'espace en mouvement". Il s'agit d'une collision extraordinaire entre la photographie et la science spatiale.
C'est comme si vous étiez dehors et que vous essayiez de prendre une photo d'un DVD sur la lune.
L'équipe du télescope Event Horizon prévoit de prendre la première photo au monde du trou noir supermassif Sagittarius A* (prononcé Sagittarius "A" Star) de la Voie lactée. Malgré son nom intimidant, le trou noir lui-même mesure 24 millions de km de diamètre, ce qui le rend 17 fois plus grand que le Soleil. Cela peut paraître énorme, mais c'est bien peu comparé au plus grand trou noir jamais découvert, dont la taille est estimée à 21 milliards de fois celle du Soleil.
"Notre difficulté réside dans le fait que nous essayons de prendre une photo de quelque chose qui est très, très éloigné", explique le directeur général de la Commission européenne. Feryal Ozelmembre de l'équipe de l'EHT et professeur d'astronomie et de physique à l'université de l'Arizona. "Notre sujet est si éloigné et si petit dans le ciel que c'est comme si vous vous teniez dehors et que vous essayiez de prendre une photo d'un DVD sur la lune".
Une ombre de trou noir modélisée (à gauche) et deux observations simulées de Sgr A* à l'aide d'un réseau de 7 télescopes et de 13 télescopes (Fish & Doeleman).
Et elle est loin, en effet. Le Sagittarius A* se trouve à 25 000 années-lumière de nous, sur Terre. En théorie, un télescope de la même taille que notre planète serait capable de capturer une image de l'insaisissable trou noir. Ce genre d'entreprise étant littéralement impossible, le seul moyen pour les scientifiques de prendre une photo de Sagittarius A* est de coordonner neuf télescopes différents pour observer et former une image du trou noir sur une courte période de temps.
Les télescopes sont répartis dans le monde entier, avec des stations en Antarctique, au Chili, à Hawaï, en Allemagne, en Espagne, au Mexique et en Arizona. Chacun des télescopes enregistrera le signal à des moments différents sur une période d'environ une semaine au printemps de l'année prochaine, une stratégie qui créera le même type de produit final qu'un appareil de la taille de la Terre.
Bien que ce projet ne laisse pas beaucoup de place à la créativité, la façon dont les télescopes sont reliés à la Terre et la communication qu'ils établissent entre eux sont tout à fait uniques. L'équipe utilise des techniques d'enregistrement spéciales pour construire une caméra de la taille de la Terre avec ces télescopes. Si ce n'est pas une vision d'ensemble, nous ne savons pas ce que c'est.
Nous pensons savoir à quoi doit ressembler un trou noir, mais il y a du gaz qui tourbillonne autour de lui et ce gaz peut faire des choses un peu folles.
"Ce que je préfère dans ce projet, c'est d'essayer de me préparer à ce que nous pourrions voir", explique M. Ozel. "Comme nos télescopes sont très dispersés sur la Terre, nous allons devoir nous efforcer de rendre notre image aussi nette que possible. Lorsque l'on sait à peu près ce que l'on cherche, il existe des techniques de reconstruction d'images que l'on peut utiliser. La partie sur laquelle j'ai le plus travaillé consiste à essayer de se préparer à toutes les possibilités. Nous pensons savoir à quoi doit ressembler un trou noir, mais il y a du gaz qui tourbillonne autour de lui et ce gaz peut faire des choses un peu folles".
Les gaz tourbillonnants ne sont pas la seule bizarrerie à laquelle Ozel et son équipe sont confrontés dans le cadre du projet Event Horizon. L'équipe de l'EHT doit relever une série de défis, tant scientifiques qu'autres, pour faire de cette photo une réalité. Tout d'abord, l'équipement de chaque télescope est tellement spécialisé qu'il doit être construit sur mesure pour chaque appareil impliqué dans le projet. Chaque télescope a également besoin d'une horloge atomique capable d'enregistrer avec une précision d'un milliardième de seconde, soit un peu plus que votre Casio moyen.
Télescopes EHT
Chaque télescope observant le trou noir ne dispose que d'une fenêtre de temps d'observation limitée, puisque les télescopes eux-mêmes ne sont pas mobiles. Cela constitue un autre défi majeur, car Sagittarius A* n'est pas statique, mais se déplace dans le ciel. L'équipe essayant de coordonner des télescopes spécifiques autour de la Terre, les observations peuvent durer jusqu'à douze heures. "On peut comparer cela au remplissage d'une image pixel par pixel", explique Ozel.
L'image complète du réseau sera "tirée" pendant une semaine au début du mois de mars ou d'avril 2017. Cette semaine pourrait toutefois ne pas suffire à l'équipe pour obtenir une image claire, car elle souhaite répéter l'expérience et obtenir encore plus de données au fil du temps. "Nous voulons nous assurer que nous ne regardons pas le trou noir à un moment précis. En science, nous espérons toujours répéter les choses, et nous espérons donc refaire cette expérience dans les années à venir", explique-t-elle.
L'aspect humain du projet Event Horizon est un autre défi majeur pour Ozel et son équipe. L'effort de collaboration nécessaire pour photographier Sagittarius A* n'est rien de moins qu'astronomique. Ozel travaille sur ce projet avec une équipe de plus de 200 scientifiques dans plus de 20 institutions différentes à travers le monde. Il s'agit d'une entreprise collective de grande envergure qui nécessite une compréhension approfondie des différentes cultures dans le monde, une bonne maîtrise des politiques liées à l'utilisation de différents instruments et une conscience aiguë du fait que tous les scientifiques ne travaillent et ne communiquent pas nécessairement de la même manière.
Veiller à ce que tout le monde soit crédité est sans aucun doute un énorme défi. Imaginez que vous essayez de prendre une image avec 200 photographes qui veulent tous que leur nom figure sur l'image !
"Tous les scientifiques ne sont pas formés pour travailler en collaboration au sein de grands groupes, et l'aspect sociologique de la situation rend les choses difficiles", explique M. Ozel. "Il y a beaucoup de personnes introverties ou de personnes qui ont des contraintes différentes vis-à-vis de l'institution avec laquelle elles travaillent. Veiller à ce que tout le monde soit crédité est sans aucun doute un énorme défi. Imaginez que vous essayez de prendre une image avec 200 photographes qui veulent tous que leur nom figure sur l'image !
Le projet de télescope Event Horizon continue de susciter l'impatience, car il ne reste plus que quelques mois avant que la toute première photographie d'un trou noir ne devienne une réalité. Quelle que soit l'image produite par cette équipe internationale, nous sommes certains que le produit final de l'aventure Event Horizon laissera des étoiles plein les yeux au monde entier.
Concept artistique du trou noir (ESO/L. Calçada)
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