Les scientifiques ont réalisé une percée dans la compréhension de l’environnement chaotique entourant les trous noirs, grâce à un télescope à ballon appelé XL-Calibur. Une collaboration internationale, comprenant des chercheurs de l’Université de Washington à Saint-Louis, a effectué les mesures les plus précises à ce jour des rayons X polarisés émis près du trou noir Cygnus X-1, situé à 7 000 années-lumière de la Terre. Ces données fournissent des indices essentiels sur la manière dont la matière tombe dans les trous noirs et sur l’immense énergie libérée au cours du processus.
Comprendre la polarisation et la physique des trous noirs
La clé de cette nouvelle compréhension réside dans la mesure de la polarisation de la lumière. La polarisation fait référence à la direction dans laquelle les ondes lumineuses vibrent. En analysant ces vibrations, les scientifiques peuvent déduire la forme et le comportement du gaz et du matériau surchauffés qui gravitent violemment en orbite autour des trous noirs – des conditions impossibles à observer directement autrement.
“Si nous essayons de trouver Cyg X-1 dans le ciel, nous rechercherons un tout petit point de rayons X”, explique Ephraim Gau, un étudiant diplômé impliqué dans la recherche. “La polarisation est donc utile pour en savoir plus sur tout ce qui se passe autour du trou noir lorsque nous ne pouvons pas prendre de photos normales depuis la Terre.”
L’approche unique de XL-Calibur
XL-Calibur n’est pas un télescope traditionnel. Il s’agit d’un instrument à ballon à haute altitude conçu pour mesurer la polarisation des rayons X avec une précision sans précédent. Contrairement aux télescopes au sol, XL-Calibur fonctionne au-dessus de l’atmosphère terrestre, évitant les distorsions qui autrement interféreraient avec des mesures précises. Les dernières observations proviennent d’un vol effectué en juillet 2024, voyageant de la Suède au Canada.
Pourquoi c’est important : tester les théories des trous noirs
Les données recueillies par Cygnus X-1 sont cruciales pour tester des simulations informatiques avancées de la physique des trous noirs. Les scientifiques peuvent désormais comparer les observations du monde réel avec des modèles théoriques, affinant ainsi notre compréhension de ces objets cosmiques extrêmes. Il ne s’agit pas seulement de curiosité théorique ; cela nous aide à comprendre les lois fondamentales régissant l’univers.
Missions futures : élargir la recherche
L’équipe planifie déjà de futures missions. En 2027, XL-Calibur sera lancé depuis l’Antarctique, ciblant d’autres trous noirs et étoiles à neutrons. En combinaison avec les données des satellites de la NASA comme IXPE, les chercheurs pensent qu’ils pourraient bientôt résoudre des questions de longue date sur la physique des trous noirs.
“En combinaison avec les données des satellites de la NASA tels que IXPE, nous pourrions bientôt disposer de suffisamment d’informations pour résoudre des questions de longue date sur la physique des trous noirs dans les prochaines années”, a déclaré Henric Krawczynski, chercheur principal du projet.
Une collaboration mondiale
XL-Calibur est le résultat d’une collaboration internationale massive incluant l’Université de Washington à Saint-Louis, l’Université du New Hampshire, l’Université d’Osaka, l’Université d’Hiroshima, l’ISAS/JAXA, l’Institut royal de technologie KTH de Stockholm et le Goddard Space Flight Center, ainsi que 13 instituts de recherche supplémentaires. Cet effort de collaboration souligne l’ampleur du travail scientifique requis pour sonder les mystères entourant les trous noirs.
Les nouvelles observations représentent une avancée significative dans la recherche sur les trous noirs, fournissant un aperçu sans précédent des conditions extrêmes à proximité de ces géants cosmiques. À mesure que le projet progresse, les données collectées par XL-Calibur promettent de permettre une compréhension plus approfondie des objets les plus énigmatiques de l’univers.
