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À l’heure actuelle, vous avez très probablement toutes et tous déjà pu voir la toute première véritable image d’un trou noir, celle de M87*. Et si ce n’est pas le cas, nous vous conseillons vivement de consulter notre premier article à ce sujet. Il s’agit d’un moment historique pour la science, l’arrivée du cliché tant attendu et qui a nécessité un an de calculs suite à la récolte des données de l’EHT. Cependant, cette image n’est pas forcément parlante pour tout le monde (surtout d’un point de vue de la taille de l’objet en question). Pour remédier à cela, il était donc nécessaire de vous proposer une comparaison !

Au niveau de la qualité de l’image (qui en a déçu certains), il faut d’abord savoir que le monstre cosmique photographié se situe à environ 55 millions d’années-lumière, au plus profond d’une galaxie dont le diamètre est de 120’000 années-lumière, la galaxie M87. En comparaison, notre propre galaxie, la Voie lactée, possède un diamètre d’environ 106’000 années-lumière.

Abordons maintenant le sujet du trou noir dont il est question, en commençant par son impressionnante masse. Ne tournons pas autour du pot (ou plutôt du trou noir) et mettons les choses au clair : cet impressionnant objet cosmique fait 6.5 milliards de fois la masse du Soleil ! Oui, 6.5 MILLIARDS de masses solaires, vous avez bien lu…

Maintenant, pour mettre cela en perspective, dites vous que toute cette masse n’est concentrée qu’en une minuscule singularité gravitationnelle dans l’univers, entourée d’un horizon des événements dont le diamètre a été estimé à 60-120 unités astronomiques (soit entre 9 et 18 milliards de kilomètres).

m87 galaxie hubble

Image de la Galaxie M87, prise par Hubble. C’est en son centre que se situe le trou noir M87*. Crédits : NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Ce mystérieux petit point de l’espace, la singularité, possède donc une masse si importante qu’elle déforme le tissu de l’espace-temps à un tel point que même la lumière ne peut s’y échapper une fois l’horizon des événements franchi.

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Pour qu’un photon puisse échapper à une telle attraction gravitationnelle, la distance initiale limite du centre du trou noir devrait être d’au moins 10 milliards de kilomètres. Cela correspond à environ 70 fois la distance Terre-Soleil ! C’est la fameuse limite de non-retour définie par l’horizon des événements.

Sur le même sujet : Des astrophysiciens pensent savoir comment de la matière peut échapper à un trou noir

En dehors de cette frontière sans espoir, la matière tourbillonne de plus en plus près du trou noir à des vitesses proches de celles de la lumière, produisant des radiations et faisant s’échauffer les gaz et poussières formant le disque d’accrétion (le disque lumineux que l’on voit sur l’image).

Maintenant, bien que ces chiffres puissent déjà vous surprendre et vous permettre de situer la taille du monstre cosmique, il n’y a jamais mieux qu’une image ou un schéma pour résumer. Que diriez-vous donc d’un diagramme à l’échelle ? Eh bien, c’est ce que propose le physicien Randall Munroe sur son fameux site XKCD . Le voici :

trou noir m87 comparaison taille

Crédits : Randall Munroe/ XKCD/ Trust My Science

De quoi rester bouche bée devant une “simple” image…

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