La NASA crée une nouvelle visualisation étonnante de trous noirs

Cliquez pour voir plus d'angles. | Le trou noir se voit presque de manière marginale dans cette nouvelle visualisation de la NASA. Le disque de gaz turbulent autour du trou prend une double apparence. L'extrême gravité du trou noir modifie les chemins de lumière provenant de différentes parties du disque, produisant ainsi l'image déformée. "Ce que nous voyons dépend de notre angle de vision", a déclaré la NASA. Image via le centre de vol spatial Goddard / Jeremy Schnittman de la NASA.

La NASA a publié cette semaine une nouvelle visualisation d'un trou noir, générée par l'astrophysicien Jeremy Schnittman, à l'aide d'un logiciel personnalisé du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. Les domaines d'expertise de Schnittman incluent la modélisation informatique des flux d'accrétion dans les trous noirs. C’est ce que vous voyez dans cette visualisation, le flux de matériau autour d’un trou noir, comme il pourrait apparaître si vous pouviez voir le trou de près (mais pas trop près!) Et de côté. Oui, les trous noirs sont noirs. aucune lumière ne peut leur échapper. Toute l'action se déroule dans la zone entourant immédiatement le trou, car la gravité de ce trou déforme son environnement, déformant ainsi notre vision, a déclaré la NASA, "comme si elle était vue dans un miroir de carnaval". La NASA a expliqué le 25 septembre 2019:

La visualisation simule l’apparition d’un trou noir où de la matière infiltrante s’est accumulée dans une structure mince et chaude appelée disque d’accrétion. La gravité extrême du trou noir dévie la lumière émise par différentes régions du disque, produisant ainsi l’aspect difforme.

Des noeuds brillants se forment et se dissipent constamment dans le disque sous la forme de champs magnétiques qui s'enroulent et se tordent à travers le gaz. Au plus près du trou noir, le gaz tourne autour de la vitesse de la lumière, tandis que les parties extérieures tournent un peu plus lentement. Cette différence étire et cisaille les nœuds clairs, produisant des lignes claires et sombres dans le disque.

Vu de côté, le disque est plus brillant à gauche qu’à droite. Les gaz incandescents du côté gauche du disque se dirigent vers nous si rapidement que les effets de la relativité d’Einstein lui donnent un coup de pouce en termes de luminosité; l'inverse se produit du côté droit, où le gaz qui s'éloigne de nous devient légèrement plus faible. Cette asymétrie disparaît lorsque nous voyons le disque face à face car, de ce point de vue, aucun matériau ne se déplace dans notre champ de vision.

Au plus près du trou noir, la flexion de la lumière gravitationnelle devient si excessive que nous pouvons voir le dessous du disque comme un anneau de lumière brillante qui semble délimiter le trou noir. Ce soi-disant «anneau de photons» est composé de plusieurs anneaux, de plus en plus minces et de plus en plus minces, à cause de la lumière qui a entouré le trou noir deux, trois ou même plusieurs fois avant de s'échapper pour atteindre nos yeux. Le trou noir modélisé dans cette visualisation étant sphérique, l'anneau de photons est presque circulaire et identique quel que soit l'angle de vue. À l'intérieur de l'anneau de photons se trouve l'ombre du trou noir, une zone environ deux fois plus grande que l'horizon des événements - son point de non retour.

Cliquez pour voir la visualisation du trou noir sous différents angles.

Ou regardez la vidéo ci-dessous.

Schnittman a déclaré:

Des simulations et des films comme ceux-ci nous aident vraiment à visualiser ce que voulait dire Einstein lorsqu'il disait que la gravité déforme le tissu de l'espace et du temps. Jusqu'à tout récemment, ces visualisations étaient limitées à notre imagination et à nos programmes informatiques. Je n'ai jamais pensé qu'il serait possible de voir un vrai trou noir.

Pourtant, comme beaucoup se le rappelleront, le 10 avril de cette année, l'équipe du téléscope Event Horizon a publié la toute première image de l'ombre d'un trou noir à l'aide d'observations radio du cœur de la galaxie M87.

Ce n'est pas une simulation. Ce n'est pas un concept d'artiste. C'est la 1ère image radio d'un trou noir, dans la galaxie M87. Cette image recherchée depuis longtemps - publiée le 10 avril 2019 par l'équipe Event Horizon Telescope - constitue la preuve la plus solide à ce jour de l'existence de trous noirs supermassifs. Cela a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'étude des trous noirs, de leurs horizons d'événements et de la gravité. Image via Event Horizon Telescope Collaboration. En savoir plus sur cette image.

Conclusion: depuis des décennies, les théoriciens de l’astronomie nous ont dit que la gravité puissante d’un trou noir déformerait l’espace qui l’entoure. Cette nouvelle visualisation du Goddard Space Flight Center de la NASA est la meilleure à ce jour pour montrer exactement comment.

Cliquez pour voir la visualisation du trou noir sous différents angles.

Via la NASA