Une équipe d’astronomes annonce avoir identifié la première preuve directe de la rotation d’un trou noir. La découverte a été faite en étudiant de puissants jets d’énergie émis par M87, le trou noir le mieux étudié à ce jour, dont l’ombre avait été directement photographiée en 2019. Ces nouveaux travaux confirment une fois de plus la théorie de la relativité d’Albert Einstein.
Des trous noirs en rotation ?
Les trous noirs ne sont pas toujours invisibles contrairement à ce que leur nom laisse supposer. En effet, certains de ces objets sont actifs, ce qui signifie qu’ils happent de la matière, telle que des nuages de gaz ou des étoiles. Ce processus entraîne alors la formation d’un disque d’accrétion au sein duquel de vastes panaches de matière se retrouvent chauffés à des températures extrêmes par la friction. Une partie de cette matière est ensuite recrachée sous forme de deux jets de matière propulsés à plus de 99,9 % de la vitesse de la lumière.
La façon dont les jets de trous noirs acquièrent l’énorme énergie nécessaire pour effectuer une telle projection interroge encore les astrophysiciens. Cependant, il a été suggéré que la matière pourrait l’obtenir des champs magnétiques de ces ogres cosmiques, à condition bien sûr qu’ils tournent rapidement sur leurs axes. Un tel processus pourrait être en accord avec la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Selon cette hypothèse, les trous noirs acquièrent probablement une partie de leur rotation depuis leurs débuts en tant qu’étoiles qui, en s’effondrant soudainement vers l’intérieur, se transforment en sorte de patineurs qui remontent leurs bras pour tourner plus rapidement. Au fil du temps, cette rotation pourrait également s’accélérer en raison de l’effet de l’infiltration de matière provenant d’étoiles déchirées par les trous noirs ou de collisions avec d’autres objets massifs.
Cela étant dit, les astrophysiciens prédisent depuis longtemps que les trous noirs tournent. Cependant, pouvoir le prouver est une autre histoire.
Un cycle de onze ans pour M87
Pour rechercher des indices sur cette rotation insaisissable, des chercheurs de l’Observatoire astronomique national du Japon se sont récemment tournés vers le trou noir supermassif M87, ce célèbre objet 6,5 milliards de fois plus massif que le soleil, dont l’ombre a été photographiée il y a quatre ans.
En examinant les données de M87* collectées de 2000 à 2022 à l’aide d’un réseau mondial de radiotélescopes, les astronomes ont alors découvert que les jets du trou noir allaient et venaient tels des métronomes marquant un cycle de onze ans. Cela montrait que le trou noir vacillait sur son axe lors de sa rotation, tout comme une toupie.
La découverte de la variation du spin du trou noir M87* est une preuve convaincante que les trous noirs ne sont donc pas des objets statiques, mais qu’ils peuvent subir des changements significatifs dans leur comportement au fil du temps. Cette découverte confirme une fois de plus la validité de la théorie de la relativité générale d’Einstein qui prédit comment la rotation d’un objet massif, comme un trou noir, peut influencer son environnement.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue .
