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La première photo d'un trou noir pourrait aider à cerner l'énigmatique matière noire

La première image dun trou noir, M87*, pourrait aider à mieux comprendre la matière noire. Des scientifiques se sont fondés sur ces mesures pour fixer des nouvelles limites à la masse que peut avoir cette matière hypothétique. La première image d’un trou noir pourrait aider à mieux cerner la matière noire.

Des scientifiques l’ont expliqué dans un article de la revue Physical Review Letters, publié le 10 juillet 2019. La façon dont tournerait M87*, le premier trou noir photographié, permet aux chercheurs de fixer de nouvelles limites de la masse que pourrait avoir la matière noire, résume un communiqué.

L’existence de la matière noire (aussi appelée matière sombre) est un postulat : cette matière invisible serait présente dans l’univers. Sa présence a été supposée pour expliquer la stabilité des galaxies : ces dernières tournent si vite qu’elles devrait se défaire, comme l’explique le CERN (le laboratoire européen pour la physique des particules).

La matière invisible donne certainement aux galaxies la masse dont elles ont besoin pour rester stables. La nature de cette matière est sujette à de nombreux débats. L’un des modèles, dit de la « matière noire ultra-légère » (FMD, pour « Fuzzy Dark Matter »), postule que la masse de la matière est particulièrement faible.

C’est de ce scénario dont il est question dans cette nouvelle étude.
Le trou noir photographié, M87*. // Source : Wikimedia/CC/ESO (photo recadrée et modifiée) Que peut encore nous apprendre cette image ?Les trous noirs, eux, sont des objets célestes « à la fois simples et mystérieux », comme le rappellent les auteurs.

Un trou noir est une zone de l’espace très dense : son champ de gravitation est si intense qu’aucune matière qui y pénètre ne peut s’en échapper, pas même la lumière. En avril dernier, l’un de ces objets a été imagé pour la première fois : on a enfin vu le halo du trou noir supermassif M87*, qui se trouve au centre de la galaxie Messier, à 55 millions d’années-lumières de nous.

L’objet a été photographié par un vaste réseau de télescopes, l’Event Horizon Telescope ou EHT (les données récoltées étaient si lourdes qu’il a fallu les transporter en avion).Ce sont les résultats obtenus par l’EHT que les auteurs de la nouvelle étude ont mobilisés. Avec une estimation de la vitesse de rotation du trou noir M87*, ils ont cherché à étudier ce qu’on appelle la superradiance, un rayonnement lumineux émis par des atomes.

Une « sonde » pour étudier la matière noireRevenons aux trous noirs. Géométriquement, un trou noir est délimité par une frontière appelée l’horizon des événements. C’est le point de retour au-delà duquel rien ne peut sortir. En dehors de cette région, on trouve une autre zone appelée l’ergorégion (chez les trous noirs en rotation, car tous ne tournent pas).

. À cet endroit,.....


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