Relativité générale confirmée autour d'un trou noir supermassif

Pour la première fois, des astronomes ont confirmé la théorie centenaire de la relativité générale d’Einstein en observant l’action à proximité d’un trou noir. À l’aide du très grand télescope (VLT) de l’Observatoire européen austral au Chili, une équipe internationale d’observateurs professionnels du ciel a observé une étoile passer par là. le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée et a observé l’effet du champ gravitationnel extrême du trou noir sur la surface de l’étoile. mouvement.

Cette observation était le point culminant d’un projet de 26 ans qui a permis de pointer certains des outils astronomiques les plus puissants de la Terre au bon endroit et au bon moment.

"Comme c'était la première fois qu'un passage aussi rapproché pouvait être observé avec une très grande précision, et qu'un tel événement ne se produit que tous les 16 ans, vous pouvez imaginer que nous étions très Je suis ravi de voir cela se dérouler sous nos yeux », a déclaré Stefan Gillessen, scientifique à l’Institut Max Planck de physique extraterrestre, qui a travaillé sur l’étude. Les tendances.

Un trou noir supermassif se trouve au centre de la galaxie, à quelque 26 000 années-lumière de la Terre. C’est un voisin relativement proche, à des millions d’années-lumière plus proche que d'autres trous noirs de taille similaire. En pointant les instruments hautement sensibles du VLT vers le centre galactique, les astronomes ont pu « voir des étoiles individuelles danser autour du trou noir », a déclaré Gillessen. "C'est un système merveilleux, offrant des vues détaillées des mouvements des étoiles sous l'influence d'un tel monstre de gravité."

À l’aide de ces instruments, les astronomes ont observé qu’une étoile appelée S2 subissait un effet connu sous le nom de redshift gravitationnel, ce qui signifie que la lumière de l’étoile est étirée vers des longueurs d’onde plus longues.

"La lumière ressent un champ gravitationnel, tout comme une pierre", a déclaré Gillessen. « Lorsque vous le lancez, il perd de l’énergie, ralentit et finit par retomber sur Terre. La lumière qui se déplace vers l'extérieur contre la gravité perd également de l'énergie, mais elle ne peut pas ralentir – elle se déplace toujours à la vitesse de la lumière – mais elle peut changer de longueur d'onde, de couleur. La lumière devient plus rouge lorsqu’elle s’éloigne.

"L'effet est significatif à observer, car il se produit comme une conséquence de la relativité générale", a-t-il ajouté. "Newton n'aurait pas prédit que cela se produirait."

Cette étude représente la première fois que les astronomes confirment ce redshift gravitationnel grâce à l’observation d’un trou noir. Bien que des observations similaires aient été faites dans le passé, les études antérieures ne disposaient pas des instruments de précision du VLT actuel. Gillessen a déclaré qu'ils continueraient à observer ce S2 dans l'espoir de détecter d'autres effets relativistes.

Un article détaillant la recherche a été publié le mois dernier dans la revue Astronomy and Astrophysics.

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