Une cartographie des trous noirs (mais si, c'est possible)
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Les taches blanches sur cette image ne sont ni des étoiles ni des galaxies. Ce sont des trous noirs.
L’image ci-dessus peut ressembler à une image assez normale du ciel nocturne, mais ce que vous regardez est bien plus spécial que de simples étoiles scintillantes. Chacun de ces points blancs est un trou noir .
Et chacun de ces trous noirs dévore de la matière au cœur d’une galaxie à des millions d’années-lumière - c’est ainsi qu’ils pourraient être identifiés.
Publiée en 2021, cette image contient 25 000 points de ce type. Il s’agit de la carte la plus détaillée à ce jour des trous noirs à basses fréquences radio, une réalisation qui a pris des années et un radiotélescope de taille européenne à compiler.
“C’est le résultat de nombreuses années de travail sur des données incroyablement difficiles”, a expliqué l’astronome Francesco de Gasperin de l’Université de Hambourg en Allemagne en février 2021.
“Nous avons dû inventer de nouvelles méthodes pour convertir les signaux radio en images du ciel.”
Lorsqu’ils traînent sans faire grand-chose, les trous noirs n’émettent aucun rayonnement détectable, ce qui les rend beaucoup plus difficiles à trouver.
Lorsqu’un trou noir accumule activement de la matière - en l’enroulant à partir d’un disque de poussière et de gaz qui l’entoure comme l’ eau encercle un drain - les forces intenses impliquées génèrent un rayonnement sur plusieurs longueurs d’onde que nous pouvons détecter à travers l’immensité de l’espace.
Ce qui rend l’image ci-dessus si spéciale, c’est qu’elle couvre les longueurs d’onde radio ultra-basses, telles que détectées par le LOFAR (LOw Frequency ARray ) en Europe. Ce réseau interférométrique se compose d’environ 20 000 antennes radio, réparties sur 52 sites à travers l’Europe.
Actuellement, LOFAR est le seul réseau de radiotélescopes capable d’imagerie haute résolution profonde à des fréquences inférieures à 100 mégahertz, offrant une vue du ciel sans pareille.
Cette publication de données, couvrant quatre pour cent du ciel du nord, était la première du plan ambitieux du réseau visant à imager tout le ciel du nord en ultra-basses fréquences, le LOFAR LBA Sky Survey (LoLSS).
Parce qu’il est basé sur la Terre, LOFAR a un obstacle important à surmonter qui n’affecte pas les télescopes spatiaux : l’ionosphère.
Ceci est particulièrement problématique pour les ondes radio ultra-basse fréquence , qui peuvent être réfléchies dans l’espace. Aux fréquences inférieures à 5 mégahertz, l’ionosphère est opaque pour cette raison.
Les fréquences qui pénètrent dans l’ionosphère peuvent varier selon les conditions atmosphériques. Pour surmonter ce problème, l’équipe a utilisé des superordinateurs exécutant des algorithmes pour corriger les interférences ionosphériques toutes les quatre secondes. Au cours des 256 heures pendant lesquelles LOFAR a regardé le ciel, cela fait beaucoup de corrections.
C’est ce qui nous a donné une vue si claire du ciel ultra-basse fréquence.
“Après de nombreuses années de développement de logiciels, c’est tellement merveilleux de voir que cela a maintenant vraiment fonctionné”, a déclaré l’astronome Huub Röttgering de l’Observatoire de Leiden aux Pays-Bas.
Les résultats ont été publiés dans Astronomy & Astrophysics .
Une version de cet article a été publiée pour la première fois en février 2021.
