Il est possible de voir la lumière "cachée" derrière un trou noir

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En observant des flashs de rayons X en provenance du trou noir au centre de la galaxie I Zwicky 1, des astrophysiciens en ont déduit que certains d'entre eux avaient été émis "derrière" le trou noir. Pour cela, ils ont dû reconstituer le parcours tout en rebonds de ces rayons X...

Lorsqu’un objet se trouve entre une source lumineuse et nous, celle-ci est masquée. Logique. Sauf si l’objet en question est un trou noir. Sa masse déforme tellement l’espace-temps autour de lui que certains rayons, déviés, finissent par pointer vers nous alors qu’ils partaient dans une tout autre direction. Cette prédiction de la relativité générale, imaginée par Einstein, vient d’être une nouvelle fois vérifiée par une équipe internationale d’astronomes dirigée par l’Université de Stanford (Etats-Unis)…

Des flashs de rayons X, suivis de leur écho

Leur observation porte sur le trou noir au centre de la galaxie I Zwicky 1, situé à 800 millions d’années-lumière de nous. Il connaît des éruptions de rayons X dans une sphère tout autour de lui, appelée couronne (un plasma à plusieurs milliards de degrés), enveloppant la partie interne de son disque d'accrétion. Certains rayons X émis dans cette couronne viennent jusqu’à nous en ligne droite, tandis qu’une autre partie est absorbée par les atomes de fer présents dans le disque d'accrétion, puis réémis.

Ces rayons X réfléchis ont une fréquence modifiée par rapport aux rayons directs : elle est décalée dans le rouge, voire le bleu, selon la dynamique du disque. De plus, ils nous arrivent décalés dans le temps à la suite du parcours plus long pour arriver jusqu’à nous. Concrètement, les astrophysiciens ont donc observé les émissions très lumineuses de rayons X, suivies d’une série d’éclairs, comme un écho, plus faibles, à une fréquence différente, correspondant aux rayons réfléchis. Certains ont été renvoyés par l’avant du disque, d’autres par l’arrière, soit derrière le trou noir… Sans la déformation de l’espace-temps que l’astre occasionne autour de lui, nous n’aurions jamais pu les voir.

Une observation complémentaire de celle de M87*

Ce résultat est à rapprocher de la première image obtenue d’un trou noir, M87*, en avril 2019. On y voit un anneau brillant, également un disque d’accrétion, entourant l’ombre du trou noir.[...]

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