Einstein avait raison ! Des astronomes ont capturé un vortex spatio-temporel autour d'un trou noir

Un vortex spatio-temporel autour d'un trou noir observé pour la première fois : la prédiction d'Einstein confirmée grâce à la destruction d'une étoile

Pendant plus de cent ans, elle n’est restée qu’une certitude théorique, bonne pour les livres de physique et les tableaux universitaires. Mais aujourd’hui, c’est devenu un véritable constat. Les astronomes ont observé un vortex spatio-temporel autour d’un trou noir, exactement comme l’avait prédit Albert Einstein. Et non pas grâce à une expérience soigneusement construite, mais à cause – ou grâce – de la fin violente d’une étoile.

Tout a commencé lorsqu’une étoile s’est approchée un peu trop près d’un trou noir supermassif. Ce n'était pas une bonne idée. La gravité l’a étiré, brisé et transformé en un courant de gaz incandescent. Ce type d'événement porte également un nom spécifique : tidal destruction event, en anglais événement de perturbation des marées. Celui observé par les astronomes a été enregistré comme AT2020afhd.

Après destruction, la matière stellaire ne disparaît pas immédiatement. Au lieu de cela, il forme un disque lumineux qui tourne autour du trou noir, tandis qu’une partie de la matière est expulsée dans l’espace sous forme de jets très puissants, presque à la vitesse de la lumière. Il s’agit d’un système chaotique et instable, mais précisément pour cette raison riche en informations.

Les scientifiques ont remarqué quelque chose d'étrange : la lumière émise par les rayons X augmentait et diminuait régulièrement, sur un cycle d'environ 19,6 jours. Peu de temps après, les observations radio ont également montré exactement le même rythme. Ce n'était pas une coïncidence. Les signaux oscillaient ensemble, comme si tout le système oscillait lentement.

Ce swing n’était pas qu’une question de matière. Il s’agissait d’espace-temps.

Quand un trou noir entraîne l’espace-temps et crée un vortex invisible

Selon la relativité générale, un objet très massif qui tourne sur lui-même n’attire pas simplement son environnement. Il fait plus : il entraîne l'espace-temps, le déforme. Cet effet est appelé précession Lense-Thirring et a été décrit mathématiquement il y a plus d'un siècle, mais n'a jamais été observé aussi clairement à proximité d'un trou noir.

En pratique, le trou noir agit comme une toupie cosmique. En tournant, il crée une sorte de vortex invisible qui oblige le disque de gaz et de jets à changer lentement d’orientation. À mesure que le disque s’incline, la quantité de rayons X que nous voyons depuis la Terre change. À mesure que le jet se déplace, le signal radio augmente ou diminue également. Tout suit le même mouvement, le même rythme.

Cosimo Inserra, chercheur à l'Université de Cardiff et co-auteur de l'étude, a expliqué que cette observation représente la preuve la plus convaincante jamais obtenue de l'entraînement de l'espace-temps par un trou noir. Un don, selon sa définition, pour la physique.

Pour arriver à ce résultat, l'équipe a croisé les données du télescope spatial Swift de la NASA, spécialisé dans les rayons X, avec celles du Very Large Array, l'un des radiotélescopes les plus puissants au monde. Dans le passé, des événements similaires n’avaient pas été suivis assez longtemps sur les ondes et le phénomène avait tout simplement été manqué.

Parce que cette découverte compte, même en dehors des livres de physique

La valeur de cette observation va au-delà de la confirmation d'Einstein. En analysant les données, les astronomes ont découvert que le trou noir était en cause. Un détail important, car il remet en cause l’idée selon laquelle seuls les trous noirs les plus rapides peuvent produire des jets aussi énergétiques.

Ensuite, il y a un autre aspect crucial. Les événements de destruction par les marées des derniers mois, pas les époques cosmiques. Cela signifie que, pour une fois, nous pouvons observer l’évolution d’un système dominé par un trou noir en temps quasi réel. Selon les chercheurs, il suffira à l'avenir d'intercepter les oscillations régulières des rayons X pour comprendre quand il vaut la peine de cibler immédiatement les radiotélescopes.

AT2020afhd a transformé une prédiction abstraite en un fait observé. Il a montré qu’un trou noir peut en effet entraîner l’espace-temps autour de lui, comme si la réalité était une substance élastique. Et cela nous rappelle que les découvertes les plus importantes naissent souvent dans des moments de chaos, lorsqu'une étoile meurt et, sans le vouloir, éclaire l'un des secrets les plus profonds de l'univers.

L'étude a été publiée dans la revue scientifique Science Advances.

Source : Avancées scientifiques