La Nasa a des millions de données à explorer : et si vous étiez le premier à découvrir un trou noir ?

L'accès non seulement aux connaissances scientifiques, mais aussi à la recherche de découvertes en astronomie se démocratise d'année en année. On pourrait bien sûr citer la possibilité en France de candidater aux DUAO de l'Observatoire de la Côte d'Azur, mais il faut encore moins de diplômes (et même, c'est ouvert à tous) pour partir à la chasse aux astres les plus fascinants de l'Univers connus de la noosphère.

Comme Futura l'expliquait dans un précédent article, dès les années 1960, Arthur Clarke prophétisait lors d'une émission de la BBC que les progrès des télécommunications et de l'informatique allaient aider cette noosphère à développer une conscience et une culture planétaires. C'est non seulement le cas, mais l'essor depuis plus de 30 ans d’Internet permet aussi à quiconque possède un ordinateur d'aider la communauté scientifique à faire des découvertes, sans posséder de formation scientifique.

Il y a quelques années, il était déjà possible d'aider les astrophysiciens à débusquer des trous noirs supermassifs au cœur des grandes galaxies en se connectant en ligne à Radio Galaxy Zoo dans le cadre du célèbre Zooniverse. Ce portail de science citoyenne bien connu est une extension du projet original Galaxy Zoo, qui invitait les internautes à classer les galaxies.

Depuis quelques années, ce sont les trous noirs stellaires qu'il est possible à tout un chacun de chasser dans la Voie lactée avec un autre avatar de Zooniverse : Black Hole Hunters (« Chasseurs de trous noirs »).

Des trous noirs en couple

Futura en avait déjà parlé, mais les scientifiques - notamment de l'Université de Southampton - ont tout récemment rappelé que, malgré l'essor de l'IA, il était toujours nécessaire de se faire aider par des Homo sapiens pour chasser les millions de trous noirs stellaires invisibles dans la Voie lactée.

Vous avez 100 questions sur les trous noirs ? Jean-Pierre Luminet y répond !

La théorie des trous noirs est très sophistiquée. Elle concerne aussi bien l'astrophysique que la cosmologie et la physique de l'infiniment petit, celle des particules élémentaires. Mais il est possible de la vulgariser en répondant simplement à une centaine de questions que peut se poser le grand public et c'est ce qu'avait fait Jean-Pierre Luminet dans un de ses dernier livre « Les trous noirs en 100 questions » paru aux éditions Tallandier. La version Poche est désormais disponible.... Lire la suite

Beaucoup des trous noirs, qui naissent par effondrement gravitationnel d'étoiles contenant au moins 30 masses solaires, sont isolés et ne rayonnent pas.

Une vue d'artiste d'un trou noir rendu visible par son disque d'accrétion chaud formé de la matière arrachée à une étoile compagne. La majorité des trous noirs stellaires ne seraient pas dans cette situation et donc sont invisibles. © Nasa

Certains sont en couple avec une étoile compagne sur la séquence principale et lorsque celle-ci est suffisamment proche, les forces de marée du trou noir sont suffisantes pour arracher de la matière à cette étoile. Matière qui en tombant en spirale vers le trou noir, sous forme d'un gaz visqueux avec des frottements dégageant de la chaleur, se met à rayonner puissamment dans le domaine des rayons X. C'est d'ailleurs de cette façon que le premier candidat sérieux au titre de trous noirs a été découvert dans la Voie lactée : Cygnus X1.

Mais ce n'est pas toujours le cas. Certains de ces trous noirs ne trahissent leur présence qu'en perturbant gravitationnellement les mouvements de l'étoile compagne dans un système binaire. Ils peuvent aussi trahir leur présence en effectuant un transit devant l'étoile compagne. La théorie de la relativité générale d'Einstein nous dit alors qu'un effet de microlentille gravitationnelle produit par la déviation des rayons lumineux de l'étoile peut survenir, indiquant la présence d'un trou noir stellaire.

Dans le vide, la lumière se déplace habituellement en ligne droite. Mais dans un espace déformé par un corps céleste massif, comme une galaxie, cette trajectoire est déviée ! Ainsi, une source lumineuse située en arrière d’une galaxie a une position apparente différente de sa position réelle : c’est le phénomène de mirage gravitationnel. Cette vidéo est originaire du webdocumentaire « L’Odyssée de la Lumière » et a été intégrée au webdocumentaire « Embarquez avec la Matière Noire ». © CEA, Animea

Des trous noirs en transit avec effet de microlentille gravitationnelle

Les données astronomiques utilisées dans le cadre du projet Black Hole Hunters proviennent du télescope spatial Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la Nasa, initialement conçu pour rechercher des exoplanètes avec des variations caractéristiques des courbes de lumière des étoiles possédant une exoplanète au moment de son transit.

Le communiqué de l'université de Southampton explique : « Les responsables du projet Black Hole Hunters ont utilisé un système d'intelligence artificielle sophistiqué pour effectuer une première analyse de millions d'emplacements possibles dans la Voie lactée et identifier les régions susceptibles d'abriter ces objets.

Grâce à des techniques avancées, ce système a pu examiner d'immenses quantités de données en quelques jours, accomplissant ainsi un travail qui aurait auparavant nécessité plusieurs années. Il appartient désormais aux scientifiques citoyens de poursuivre l'enquête et de mener cette recherche à son terme. »

La lumière d’une étoile est amplifiée lorsque le trou noir passe devant elle. Cela crée un pic caractéristique dans la courbe de lumière. © Black Hole Hunters

Grace Clarke, 20 ans, étudiante en physique et en astronomie à l'université de Southampton, s'est inscrite au projet Black Hole Hunters qu'elle commente en ces termes  : « Nous savons encore si peu de choses sur les trous noirs que l'idée d'en découvrir un dans notre propre voisinage galactique est extrêmement enthousiasmante. Je peux rechercher des trous noirs sur mon ordinateur portable, depuis ma chambre, et contribuer véritablement à la recherche scientifique en astrophysique.

Les données sont faciles à comprendre. Il s'agit simplement de reconnaître des motifs caractéristiques, et il n'est pas nécessaire de posséder un diplôme d'astronomie pour les interpréter. »

Cette animation illustre le concept de microlentille gravitationnelle avec un trou noir. Lorsque le trou noir semble passer presque devant une étoile d’arrière-plan, les rayons lumineux de l’étoile source se courbent en raison de l’espace-temps déformé autour du trou noir de premier plan. Cela devient une loupe virtuelle, amplifiant la luminosité de l’étoile lointaine en arrière-plan. Contrairement au cas où une étoile ou une planète est l’objet lentille, les trous noirs déforment tellement l’espace-temps que cela modifie sensiblement la position apparente de l’étoile lointaine dans le ciel. © Nasa

De 2001 à Il était une fois l'espace, contribuez à un documentaire à la croisée de l’Art et de la Science

Léonard de Vinci mélangeait déjà, en son temps, l'art, la science et les rêves d'une technologie libératrice de la condition humaine. Le XXe siècle et la conquête spatiale ont produit d'autres artistes faisant souvent de même, comme on peut d'ailleurs le voir en France. Un documentaire sur ce sujet a besoin de vous pour finaliser sa réalisation et Futura vous propose d'entrer dans l'aventure avec une campagne de financement participatif sur Ulule : Space Art !... Lire la suite