C'est l'image emblématique de 2019, et sans doute la plus grande avancée scientifique de l'année : la toute première photographie d'un trou noir, l'un des phénomènes les plus mystérieux et fascinants de l'Univers.
Habituellement, seuls les astronomes et physiciens théoriciens s'intéressent aux trous noirs – ces régions de l'espace où la gravité est si intense que même la lumière ne peut s'en échapper. Mais le 10 avril 2019, ce phénomène cosmique extraordinaire a fait la une mondiale. Vers 15 heures, l'équipe internationale du Event Horizon Telescope (EHT) a dévoilé cette image historique lors de conférences de presse simultanées dans six villes, dont Bruxelles.
La rumeur courait depuis des mois parmi les astronomes : quel trou noir avait été immortalisé ? Deux candidats principaux : Sagittarius A* au cœur de notre Voie lactée (à 26 000 années-lumière) et Messier 87 (M87) dans la constellation de la Vierge, à 55 millions d'années-lumière. La majorité misait sur Sagittarius A*, plus proche.
Mais c'est M87 qui a été révélé, comme l'a annoncé le radioastronome néerlandais Heino Falcke depuis Bruxelles. L'image montre un anneau jaune-orangé lumineux entourant un ovale noir central. Ce cœur noir représente l'horizon des événements, d'un diamètre supérieur à 50 milliards de kilomètres chez M87, au-delà duquel rien, pas même la lumière, ne peut échapper à la gravité colossale. L'anneau pourrait résulter du disque d'accrétion – un plasma incandescent orbitant à grande vitesse – et de la lumière déformée par l'espace-temps courbé.
Heino Falcke, de l'Université Radboud à Nimègue et président du conseil scientifique de l'EHT, dirige une équipe internationale qui a construit le plus grand télescope radio virtuel jamais réalisé. Composé de huit antennes paraboliques en sites isolés (Hawaï, Chili, Mexique, Antarctique...), il équivaut à un instrument de la taille de la Terre.
Grâce à sa résolution exceptionnelle, l'EHT a capturé les émissions radio de M87. La luminosité asymétrique de l'anneau inférieur suggère un mouvement de la matière vers nous, indiquant peut-être une rotation du trou noir ou du disque d'accrétion.
Interrogés sur d'éventuels défauts de la relativité générale d'Einstein (1915), les astronomes ont confirmé que l'image la valide une fois de plus, testant un phénomène prédit par cette théorie.
Les trous noirs sont les entités les plus énigmatiques de l'Univers. À leur horizon, la gravité capture tout, y compris la lumière. Les plus massifs atteignent quatre milliards de masses solaires. Des centaines de milliers existeraient dans la Voie lactée.
Ils naissent de l'effondrement d'étoiles massives (30 fois la masse du Soleil). Ces géantes maintiennent l'équilibre entre fusion nucléaire explosive et gravité. À épuisement du combustible, la gravité l'emporte : l'étoile implose en supernova, ne laissant qu'un point de densité et gravité infinies – un trou noir.
Indirectement détectés par déviation de lumière ou orbites stellaires anormales, ils se révèlent aussi par l'engloutissement d'étoiles voisines, produisant un rayonnement observable.
Les premiers trous noirs primordiaux pourraient dater d'une seconde après le Big Bang, formés par effondrement gravitationnel de zones denses dans le plasma originel. Ils auraient structuré l'Univers (étoiles, galaxies) et pourraient composer la matière noire, invisible.
L'EHT a photographié l'ombre du trou noir, non le trou lui-même, invisible. Certains critiques ont jugé l'image floue, mais la NASA a produit cette visualisation précise de l'espace-temps déformé autour de M87.
