Observatoire de Paris Institut national de recherche scientifique français Univerité Pierre et Marie Curie Université Paris Diderot - Paris 7

Découverte d’un trou noir supermassif au centre de la galaxie : contributions du LESIA

mardi 13 octobre 2020

Le prix Nobel de Physique 2020 récompense trois chercheurs pour l’étude des trous noirs, notamment Reinhard Genzel (Max-Planck-Institute für Extraterrestrische physik, Docteur Honoris Causa de l’Observatoire de Paris-PSL) pour la démonstration observationnelle de l’existence d’un objet compact supermassif au centre de la Voie Lactée.

Partie centrale de la Voie Lactée autour de l'objet central observée en (...)
Partie centrale de la Voie Lactée autour de l’objet central observée en proche infrarouge par l’instrument VLT/NACO

Crédit : ESO/S. Gillessen et al.


Les observations liées à ces résultats ont nécessité des techniques de haute résolution angulaire qui sont mises en œuvre par une équipe du LESIA, en collaboration avec d’autres laboratoires français et internationaux. Il s’agit d’une part de la technique d’optique adaptative qui permet de corriger le faisceau de la turbulence atmosphérique, et d’autre part de l’interférométrie qui combine la lumière de plusieurs télescopes pour synthétiser la résolution angulaire d’un télescope géant.

Au tournant des années 2000, le LESIA a participé à l’instrument NAOS, l’optique adaptative de première génération pour le Very Large Telescope (VLT), couplé à la caméra infrarouge CONICA, et dont le MPE (Max-Planck-Institute für Extraterrestrische physik) était partie prenante du consortium. Cet instrument a fourni une première mesure de l’orbite de l’étoile S2, la plus proche du trou noir central, permettant de renforcer l’hypothèse d’un trou noir super-massif au centre de la Voie lactée.

La mesure de l’orbite de S2 s’est poursuivie avec GRAVITY, l’instrument de deuxième génération du VLTI, l’interféromètre du VLT. GRAVITY a été construit en collaboration notamment entre le LESIA et le MPE. GRAVITY a également permis de conduire les premiers tests de relativité générale pour un trou noir super-massif et d’en étudier l’environnement proche à une échelle comparable à celle de l’horizon des événements. Vingt ans d’observations avec ces instruments ont permis d’affiner l’estimation de la masse de l’objet compact qui s’élève à 4,261±0,012 millions de masses solaire.

Ce prix Nobel met en lumière des travaux initiés dans les années 90 auxquels les équipes techniques et les chercheurs du LESIA ont pris part depuis le début des années 2000.


Orbite de l'étoile S2 autour du trou noir supermassif au centre de la Voie (...)
Orbite de l’étoile S2 autour du trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée, observée par plusieurs instruments

Les dernières observations les plus précises sont obtenues avec l’instrument VLT/Gravity, qui a notamment permis de mettre en évidence des effets relativistes.
Crédit : ESO/MPE/GRAVITY Collaboration


Pour en savoir plus