L’ombre du trou noir de la galaxie M87 vacille depuis un certain temps –

“EHT peut détecter des changements dans la morphologie du M87 sur des échelles de temps aussi courtes que quelques jours, mais sa géométrie générale devrait être constante sur de longues échelles de temps”, a déclaré Maciek Wielgus, astronome au CfA, membre de la Black Hole Initiative (BHI) et auteur principal sur le papier. “En 2019, nous avons vu l’ombre d’un trou noir pour la première fois, mais nous n’avons vu que des images observées pendant une fenêtre d’une semaine, ce qui est trop court pour voir beaucoup de changements.”

La combinaison des données précédentes de 2009-2013 avec les données menant à 2019 a révélé que M87 * adhère aux prévisions théoriques. La forme de l’ombre du trou noir est restée cohérente, et son diamètre reste en accord avec la théorie de la relativité générale d’Einstein pour un trou noir de 6,5 milliards de masses solaires. “Dans cette étude, nous montrons que la morphologie générale, ou la présence d’un anneau asymétrique, persiste très probablement sur des échelles de temps de plusieurs années”, a déclaré Kazu Akiyama, scientifique à l’observatoire MIT Haystack, et participant au projet. “Ceci est une confirmation importante des attentes théoriques car la cohérence à travers de multiples époques d’observation nous donne plus que jamais confiance sur la nature de M87 * et l’origine de l’ombre.”

Alors que le diamètre du croissant est resté constant, de nouvelles données prouvent également qu’il cachait une surprise: l’anneau vacille, et cela signifie une grande nouvelle pour les scientifiques. Pour la première fois, les scientifiques pourront avoir un aperçu de la structure dynamique du flux d’accrétion du trou noir; L’étude de cette région est la clé pour comprendre des phénomènes comme le lancement de jets relativistes. «La morphologie d’un jet relativiste – écoulement à faible densité de particules et de champs extrêmement énergétiques – par exemple, est essentielle pour comprendre les interactions avec le milieu environnant dans la galaxie hôte d’un trou noir», a déclaré Richard Anantua, postdoc au Centre. pour l’astrophysique | Harvard & Smithsonian et BHI Fellow, ajoutant que l’étude de la morphologie tisse une histoire importante sur les trous noirs et leurs hôtes.

Le gaz tombant sur un trou noir chauffe jusqu’à des milliards de degrés, s’ionise et devient turbulent en présence de champs magnétiques. Cette turbulence fait varier l’apparence du trou noir dans le temps. “Parce que le flux de matière tombant sur un trou noir est turbulent, nous pouvons voir que l’anneau vacille avec le temps”, a déclaré Wielgus. “La dynamique de ce vacillement va nous permettre de contraindre le flux d’accrétion.” Anantua a ajouté qu’il est important de contraindre les flux d’accrétion car, “Le flux d’accrétion contient de la matière qui ne se rapproche suffisamment du trou noir pour nous permettre d’observer les effets d’une forte gravité et, dans certaines circonstances, nous permet de tester les prédictions de la relativité générale. , comme nous l’avons fait dans cette étude. “

Dans l’étude actuelle, plusieurs années de données permettent aux scientifiques de percevoir la quantité de variabilité de l’apparence de l’anneau. “En fait, nous voyons beaucoup de variations là-bas, et tous les modèles théoriques de flux d’accrétion ne permettent pas une telle variabilité”, a déclaré Wielgus. “Au fur et à mesure que nous obtiendrons plus de mesures à l’avenir, nous serons en mesure de mettre en toute confiance des contraintes sur les modèles et d’en exclure certaines.”

Les premières données de la collaboration EHT ont été prises par quelques télescopes et quelques dizaines de personnes. Le submillimètre Array (SMA) du CfA – un radiotélescope situé sur Mauna Kea, Hawai’i – faisait partie du petit groupe qui a lancé la collaboration et capturé les premières données utilisées pour l’étude actuelle. Simon Radford, directeur des opérations à la SMA, a déclaré: “Les télescopes hawaïens ont été les pionniers de cette technique au cours de la dernière décennie et ont été cruciaux pour le succès des premières expériences EHT”, ajoutant que la combinaison de la technologie, des télescopes et de l’emplacement est ce qui a rendu le premières données utiles et significatives.

Dix ans plus tard, les données sont devenues un outil précieux pour comprendre non seulement M87, mais tous les trous noirs. «Ces premières expériences EHT nous fournissent un trésor d’observations à long terme que l’EHT actuel, même avec sa remarquable capacité d’imagerie, ne peut égaler», a déclaré Shep Doeleman, directeur fondateur d’EHT. «Lorsque nous avons mesuré la taille du M87 pour la première fois en 2009, nous n’aurions pas pu prévoir que cela nous donnerait un premier aperçu de la dynamique du trou noir. Si vous voulez voir un trou noir évoluer sur une décennie, il n’y a pas de substitut à l’avoir une décennie de données. ” Wielgus a ajouté que l’analyse continue des observations passées, ainsi que de nouvelles observations “conduiront à une meilleure compréhension des propriétés dynamiques de M87 et des trous noirs en général”.

L’EHT et nombre de ses principaux scientifiques sont soutenus par des financements d’entités publiques, notamment la National Science Foundation et la Smithsonian Institution, ainsi que d’entités privées telles que la John Templeton Foundation et la Gordon and Betty Moore Foundation.