Dans l’espace, vous ne pouvez pas entendre un trou noir crier, mais apparemment vous pouvez l’entendre chanter.
En 2003, des astrophysiciens travaillant avec l’observatoire de rayons X Chandra en orbite de la NASA ont détecté un motif d’ondulations dans la lueur des rayons X d’un amas géant de galaxies 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 et rayonnant vers l’extérieur à travers le gaz mince et ultrachaud qui imprègne les amas de galaxies. Ils ont été causés par des explosions périodiques d’un trou noir supermassif au centre de l’amas, qui se trouve à 250 millions d’années-lumière et contient des milliers de galaxies.
Avec une période d’oscillation de 10 millions d’années, les ondes sonores étaient acoustiquement équivalentes à un si bémol 57 octaves en dessous du do médian, un ton que le trou noir a apparemment maintenu pendant les deux derniers milliards d’années. Les astronomes soupçonnent que ces ondes agissent comme un frein à la formation d’étoiles, gardant le gaz dans l’amas trop chaud pour se condenser en nouvelles étoiles.
Les astronomes de Chandra ont récemment “sonifié” ces ondulations en accélérant les signaux à 57 ou 58 octaves au-dessus de leur hauteur d’origine, augmentant leur fréquence des quadrillions de fois pour les rendre audibles à l’oreille humaine. En conséquence, le reste d’entre nous peut maintenant entendre le chant des sirènes intergalactiques.
Grâce à ces nouveaux écouteurs cosmiques, le trou noir de Persée émet des gémissements et des grondements étranges qui ont rappelé à cet auditeur les tonalités galopantes marquant un signal radio extraterrestre que Jodie Foster entend 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 jet d’énergie provenant d’un trou noir géant au centre de l’immense galaxie connue sous le nom de 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 éclats de rayons X pour cartographier l’environnement autour des trous noirs, tout comme les chauves-souris utilisent son pour attraper les moustiques.
Tout cela est une conséquence de la “Black Hole Week”, une extravagance annuelle des médias sociaux de la NASA, du 2 au 6 mai. Comme cela se passe cette semaine fournit un prélude à une grande nouvelle le 12 mai, lorsque les chercheurs du télescope Event Horizon, qui ont produit en 2019 la première image d’un trou noir, doivent annoncer leurs derniers résultats.
Les trous noirs, comme le décrète la théorie de la relativité générale d’Einstein, sont des objets dont la gravité est si forte que rien, pas même la lumière, encore moins le son, ne peut s’en échapper. Paradoxalement, ils peuvent aussi être les choses les plus brillantes de l’univers. Avant que toute sorte de matière ne disparaisse à jamais dans un trou noir, les théoriciens supposent qu’elle serait accélérée à des vitesses proches de la lumière par le champ gravitationnel du trou et chauffée, tourbillonnant, à des millions de degrés. Cela déclencherait des flashs de rayons X, générerait des ondes de choc interstellaires et presserait des jets et des particules à haute énergie dans l’espace comme autant de dentifrice dans un tube.
Dans un scénario courant, un trou noir existe dans un système binaire avec une étoile et en vole du matériel, qui s’accumule dans un disque dense et brillant – un beignet visible de malheur – qui produit sporadiquement des explosions 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 explosions de rayons X. Le délai entre les explosions de rayons X d’origine et leurs échos et distorsions causés par leur proximité avec l’étrange gravité des trous noirs a permis de mieux comprendre l’évolution de ces explosions violentes.
Pendant ce temps, 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 tout le tour du trou noir, générant 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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