Dans l’espace, vous ne pouvez pas entendre un trou noir crier, mais vous pouvez apparemment l’entendre chanter.
En 2003, des astrophysiciens travaillant avec l’observatoire à rayons X en orbite Chandra de la NASA ont découvert un motif d’ondulation dans la lumière des rayons X d’un amas de galaxies géantes dans la constellation de Persée. C’étaient des ondes de pression – c’est-à-dire des ondes sonores – de 30 000 années-lumière de diamètre, rayonnant vers l’extérieur à travers le gaz mince et ultra-chaud qui traverse les amas de galaxies. Ils ont été causés par des explosions périodiques d’un trou noir supermassif au centre de l’amas, à 250 millions d’années-lumière et contenant des milliers de galaxies.
Avec une période d’oscillation de 10 millions d’années, les ondes sonores correspondaient acoustiquement à un si 57 octaves en dessous du do médian, une tonalité que le trou noir semble avoir conservée pendant deux milliards d’années. Les astronomes soupçonnent que ces ondes ralentissent la formation d’étoiles et maintiennent le gaz dans l’amas trop chaud pour se condenser en nouvelles étoiles.
Les astronomes de Chandra ont récemment « sonifié » ces ondes, accélérant les signaux à 57 ou 58 octaves au-dessus de leur hauteur d’origine et augmentant leur fréquence d’un billion de fois pour les rendre audibles à l’oreille humaine. En conséquence, nous autres pouvons maintenant entendre le chant des sirènes intergalactiques.
À travers ces nouveaux écouteurs cosmiques, le trou noir Perseus émet un gémissement et un grondement étranges qui rappellent à cet auditeur les tonalités galopantes marquant un signal radio extraterrestre entendu par Jodie Foster à travers des écouteurs dans le film de science-fiction Contact.
Dans le cadre d’un projet en cours visant à « sonifier » l’univers, la NASA a également publié des sons générés de manière similaire des nœuds lumineux dans un faisceau d’énergie sortant d’un trou noir géant au centre de la galaxie massive appelée M87. Ces sons nous parviennent à travers 53,5 millions d’années-lumière sous la forme d’une succession majestueuse de sonorités orchestrales.
Un autre projet de sonification a été entrepris par un groupe dirigé par Erin Kara, astrophysicienne au Massachusetts Institute of Technology, dans le cadre d’un effort visant à utiliser les échos lumineux des flashs de rayons X pour cartographier l’environnement autour des trous noirs, un peu comme le font les chauves-souris. attraper les moustiques.
Tout cela est le résultat de la « Black Hole Week », l’extravagance annuelle des médias sociaux de la NASA qui se déroule du 2 au 6 mai. Il se trouve que cette semaine marque le début d’une grande nouvelle le 12 mai, lorsque les chercheurs du télescope Event Horizon, qui ont produit la première image d’un trou noir en 2019, annonceront leurs dernières découvertes.
Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, les trous noirs sont des objets avec une gravité si forte que rien, pas même la lumière, et encore moins le son, ne peut s’en échapper. Paradoxalement, ils peuvent aussi être les choses les plus brillantes de l’univers. Avant que tout type de matière ne disparaisse pour toujours dans un trou noir, les théoriciens suggèrent qu’elle serait accélérée par le champ gravitationnel du trou à une vitesse proche de la vitesse de la lumière et chauffée en tourbillon à des millions de degrés. Cela déclencherait des flashs de rayons X, créerait des ondes de choc interstellaires et forcerait des jets et des particules à haute énergie à travers l’espace comme du dentifrice à partir d’un tube.
Dans un scénario courant, un trou noir existe dans un système binaire à une seule étoile et en vole du matériel, s’agglomérant en un disque dense et brillant – un beignet visible de malheur – qui produit des éruptions sporadiques de rayons X.
En utilisant les données d’un instrument de la NASA appelé Neutron Star Interior Composition Explorer – NICER – un groupe dirigé par Jingyi Wang, un étudiant diplômé du MIT, a recherché des échos ou des réflexions de ces rayons X. Le décalage temporel entre les rayons X d’origine et leurs échos et distorsions, causés par leur proximité avec la gravité du trou noir, a permis de mieux comprendre l’évolution de ces explosions violentes.
En attendant, le Dr. Kara a travaillé avec des experts en éducation et en musique pour convertir les réflexions des rayons X en son audible. Dans certaines simulations de ce processus, a-t-elle dit, les éclairs font complètement le tour du trou noir, créant un changement révélateur de leurs longueurs d’onde avant d’être réfléchis.
« J’adore le fait que nous puissions ‘entendre’ la relativité générale dans ces simulations », a déclaré le Dr. Kara dans un e-mail.
Mange ton cœur, Pink Floyd.
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