Éditorial (6-7/2019)

Six télescopes pour une photo

La nouvelle a fait la une de toute la presse, même non spécialisée: le monde entier peut désormais se pencher sur l’image d’un trou noir, celui de M87* la plus grande et la plus lumineuse des galaxies de l’amas de la Vierge dans la limite nord de la constellation éponyme, près de la Chevelure de Bérénice, à quelques 53,5 millions d’années-lumière.

L’instrument EHT (Event Horizon Telescope) est un réseau de télescopes terrestres combinant leurs observations afin d’étudier notamment l’environnement immédiat des trous noirs avec un pouvoir de résolution permettant d’observer leur horizon. Il s’agit de télescopes pouvant voir un objet dont les scientifiques ignoraient presque encore tout. On peut penser qu’il s’agit d’une singularité de l’univers, à l’instar du Big Bang, c’est-à-dire d’un endroit où les lois de la physique n’ont plus de sens, où la mécanique quantique et la théorie de la relativité générale doivent sans doute se rencontrer.

L’EHT est composé de plusieurs observatoires radio placés autour du monde, à Hawaï, au Mexique, en Espagne, au Pôle Sud notamment, pour créer un télescope à haute sensibilité et haut pouvoir de résolution. En utilisant le procédé d’interférométrie à très longue base, de nombreuses antennes radio indépendantes et séparées de plusieurs centaines, voire de plusieurs milliers de kilomètres peuvent être utilisées pour créer un télescope «virtuel» d’un diamètre équivalent à celui de la Terre. Cette initiative inclut le développement et le déploiement de récepteurs à double polarisation submillimétrique aux standards de fréquence hyper stable pour obtenir un interféromètre de 230 à 450 GHz, ainsi qu’une meilleure bande passante d’enregistreurs et de filtres.

Cette prouesse réalisée à l’initiative de Heino Falcke, professeur à l’université de Nimègue aux Pays-Bas, a consisté à installer et à synchroniser sur chaque site, six télescopes EHT dotés d’horloges atomiques ultraprécises, ne variant que d’une seconde en 10 millions d’années.

En effet, dans le cas d’un miroir unique, la lumière est réfléchie vers un foyer où elle se recombine en temps réel pour former une image.  Dans le cas présent, où chaque fragment d’image virtuelle est situé sur un continent différent, un corrélateur – un supercalculateur – effectue la recomposition en différé. Bien entendu, il enregistre auparavant toutes les données dans un tempo strictement identique sur chaque lieu.

On peut se demander pourquoi l’équipe de l’EHT ne s’est pas tournée vers Sagittaire A*, le trou noir supermassif du centre de notre propre galaxie, la Voie lactée. Le problème posé était celui de la variation de son éclat. Alors que le rayonnement de M87*est stable pendant plusieurs jours, celui de notre galaxie varie en quelques minutes.

 

par Michel Giannoni