Einstein continue à avoir raison, même près d'un trou noir

Share

"Plus de 100 ans après son article posant les équations de la relativité générale, Einstein montre qu'il a une nouvelle fois raison, dans un laboratoire bien plus extrême que ce qu'il pouvait imaginer", relève l'ESO. En utilisant une technologie de pointe, le Gravity, l'imageur NACO et le spectro-imageur SINFONI, les scientifiques ont pu suivre le mouvement d'une étoile près du trou noir SgrA* (Sagittarius A étoile), à 26 000 années-lumière de la Terre.

Un trou noir est entouré d'un amas d'étoiles qui atteignent des vitesses vertigineuses lorsqu'elles se rapprochent de lui.

Achever ce travail de confirmation constitue l'objectif de plusieurs programmes internationaux destinés à l'observation de Sagittarius A*, le trou noir super-massif tapi au centre de notre galaxie.

Impression artistique de l'étoile S2 passant à proximité du trou noir supermassif situé au centre de la Voie lactée. Lorsque l'étoile est passée à seulement 120 fois la distance Terre-Soleil de Sgr A*, sa vitesse orbitale a atteint 8000 km/s, soit 2,7 % de la vitesse de la lumière. L'équipe internationale d'astronomes s'est intéressée à l'une de ces étoiles, S2, dans des conditions suffisamment extrêmes pour que S2 subisse des effets importants liés à la relativité générale.

Aussi appelé décalage gravitationnel vers le rouge, le décalage d'Einstein est un effet prédit par la relativité générale qui affecte les sources lumineuses soumises à un champ de gravité: il se traduit, pour un observateur extérieur, par un déplacement vers de plus grandes longueurs d'onde des raies spectrales caractérisant la lumière émise par la source.

Construit sur le Mont Paranal (Chili) et opérationnel depuis 2016, cet interféromètre fonctionnant dans l'infrarouge proche combine les faisceaux lumineux issus des quatre télescopes de 8 mètres du VLT. La précision du Gravity, qui a atteint un angle de 50 microsondes (ce qui équivaut à une balle de tennis posée sur la Lune, vue depuis la Terre) a permis une avancée majeure dans l'étude de relativité générale élaborée par Einstein. A présent, les chercheurs espèrent continuer leurs recherches en observant des étoiles encore plus proches du trou noir afin de mesurer son taux de rotation.

Grâce à cette précision, le mouvement de S2 autour de Sagittarius A* a pu être détecté presque heure par heure.

" Selon cette théorie, un corps massif attire la lumière (il courbe les rayons lumineux) ou ralentit le temps. C'est ce dernier effet qui conduit au rougissement aux abords de Sagittarius A*", explique Guy Perrin, qui est astronome à l'Observatoire de Paris-PSL. Les résultats ont clairement révélé le redshift tant attendu, faisant de cette observation la première observation directe de ce phénomène autour d'un trou noir.

Les chercheurs avaient déjà pu étudier cette théorie à proximité du soleil, mais jamais encore au niveau du champ gravitationnel d'un trou noir.

Pour l'ESO, ces résultats sont "le point d'orgue de 26 ans d'observations" menées avec ses télescopes. "Or, nous, nous avons trouvé que f = 0,94, ce qui est très compatible avec la relativité générale et pas du tout avec la mécanique newtonienne", précise Guy Perrin.

Le consortium Gravity est dirigé par l'institut Max Planck pour la physique extraterrestre et implique notamment le CNRS, l'Observatoire de Paris-PSL, l'Université de Grenoble-Alpes, le Centre portugais d'astrophysique CENTRA.

Share