Les astronomes ont enregistré la preuve la plus directe à ce jour d’un trou noir déformant le tissu de l’espace-temps, un phénomène prédit par la théorie de la relativité générale d’Einstein. L’observation, réalisée en 2024, montre ce qui se passe lorsqu’une étoile est violemment déchirée par un trou noir supermassif situé à 400 millions d’années-lumière.
Glissement d’image confirmé
Cet effet, connu sous le nom de frame-dragging ou effet Lense-Thirring, s’apparente à la façon dont une cuillère tournante entraîne le miel avec elle. Les objets massifs en rotation, comme les trous noirs, tordent l’espace-temps autour d’eux, et cette déformation est la plus forte à proximité de l’objet lui-même. Alors que précédemment observé autour de la Terre (bien que faiblement), ce nouveau cas montre le phénomène à l’échelle galactique, offrant aux physiciens un laboratoire naturel.
Pourquoi est-ce important : Jusqu’à présent, ces effets étaient difficiles à étudier directement. Les trous noirs sont trop éloignés et les changements subtils dans l’espace-temps sont difficiles à mesurer sans un événement dramatique. Cette observation fournit une confirmation concrète d’une pierre angulaire de la physique moderne.
La perturbation stellaire révèle la torsion
L’événement s’est déroulé dans la galaxie LEDA 145386, où une étoile s’est approchée trop près d’un trou noir d’environ cinq millions de fois la masse de notre Soleil. En janvier 2024, l’installation transitoire de Zwicky a détecté un éclaircissement soudain et intense, signature d’un événement de perturbation des marées (TDE). Cela se produit lorsque la gravité d’un trou noir submerge une étoile, l’étirant en lambeaux avant de la consommer.
Les astronomes ont suivi les conséquences et ont remarqué un comportement inhabituel : les émissions de rayons X et radio du trou noir fluctuaient de manière synchronisée tous les 19,6 jours, avec des variations extrêmes de luminosité. Ces fluctuations synchronisées indiquaient une instabilité fondamentale : l’ensemble du disque d’accrétion (les débris tourbillonnants de l’étoile détruite) et les jets de matière éjectés du trou noir vacillaient comme une toupie.
Jets vacillants et champs gravitomagnétiques
Alors que les restes de l’étoile tourbillonnaient dans le trou noir, de la matière était projetée dans de puissants jets le long des lignes de champ magnétique du trou noir. Les fluctuations synchronisées des rayons X et de la lumière radio suggèrent que l’ensemble de ce système – disque et jets – est rigidement couplé, tournant autour de l’axe de rotation du trou noir.
À retenir : Cette oscillation n’est pas aléatoire. C’est le résultat direct de la rotation du trou noir entraînant avec lui l’espace-temps, un processus qui génère un « champ gravitomagnétique », un peu comme les objets chargés en rotation créent des champs magnétiques.
Cette observation confirme que les trous noirs non seulement déforment l’espace, mais le tordre également activement, influençant le mouvement des objets proches. Les résultats fournissent de nouvelles informations sur le comportement de la matière autour des trous noirs supermassifs et sur la manière dont leur rotation affecte l’univers environnant.
Essentiellement, cet événement montre la relativité générale en action, confirmant que les trous noirs déforment l’espace-temps comme prévu et que leur rotation crée des effets observables sur l’environnement.
