Écoutez les sons étranges du trou noir chanter

Vous ne pouvez pas entendre le trou noir crier dans l’espace, mais on dirait que vous pouvez l’entendre chanter.

En 2003, des astrophysiciens ont travaillé avec l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Détection d’un motif d’ondulations dans l’éblouissement des rayons X Amas de galaxies géantes dans la constellation de Persée. C’étaient des ondes de pression – c’est-à-dire des ondes sonores – couvrant 30 000 années-lumière et rayonnant vers l’extérieur à travers le gaz mince et surchauffé qui remplit 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 conservé pendant deux milliards d’années. Les astronomes pensent que ces ondes agissent comme un frein à la formation d’étoiles, rendant le gaz de l’amas trop chaud pour se condenser en nouvelles étoiles.

Les astronomes de Chandra ont récemment « soniqué » ces ondulations en accélérant les signaux à 57 ou 58 octaves au-dessus de la hauteur d’origine, augmentant leur fréquence quatre fois pour les rendre audibles à l’oreille humaine. En conséquence, le reste d’entre nous peut maintenant entendre des sirènes intergalactiques.

À travers ces nouveaux haut-parleurs cosmiques, le trou noir de Persée C’est étrange de gémir et de gargouiller qui a rappelé à cet auditeur des tonalités galopantes qui font référence à un étrange signal radio que Jodie Foster entend à travers des écouteurs Dans le film de science-fiction « Contact ».

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Dans le cadre d’un projet en cours visant à « sonifier » l’univers, la NASA a également publié une génération similaire Des nœuds lumineux résonnent dans un jet d’énergie Tir depuis un trou noir géant au centre de la galaxie géante connue sous le nom de M87. Ces sons nous parviennent à travers 53,5 millions d’années-lumière sous la forme d’une séquence majestueuse de notes orchestrales.

Un autre projet de sonication a été entrepris par un groupe dirigé par Irene Kara, astrophysicienne au MIT, dans le cadre d’un effort visant à utiliser les échos lumineux des sursauts de rayons X pour cartographier l’environnement autour des trous noirs, un peu comme l’utilisation de chauves-souris. Son pour attraper les moustiques.

C’est tout le fruit de la « Black Hole Week », l’extravagance annuelle des médias sociaux de la NASA, du 2 au 6 mai. Cette semaine fournit également une introduction aux nouvelles importantes du 12 mai, lorsque les chercheurs ont utilisé le télescope Event Horizon, produit en 2019. La première image d’un trou noirpour annoncer leurs derniers résultats.

Selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, les trous noirs sont des objets avec une attraction gravitationnelle si forte que rien, même la lumière, et encore moins le son, ne peut s’en échapper. Ironiquement, ils peuvent aussi être les choses les plus brillantes de l’univers. Avant que tout type de matière ne disparaisse à jamais dans un trou noir, les théoriciens pensent qu’elle sera accélérée à des vitesses proches de la lumière par le champ gravitationnel du trou, s’échauffant et tournant à des millions de degrés. Cela libérera des flashs de rayons X, générera des ondes de choc interstellaires et comprimera des jets et des particules à haute énergie dans l’espace, un peu comme le dentifrice d’un tube.

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Dans un scénario courant, un trou noir existe dans un système binaire avec une étoile et en vole de la matière, qui s’accumule dans un disque dense et brillant – un beignet visible de la mort – produisant par intermittence des sursauts de rayons X.

En utilisant les données d’un instrument de la NASA appelé Neutron Star Interior Composition Explorer – NICER – un groupe dirigé par Jinji Wang, un étudiant diplômé du MIT, a recherché des échos, ou des réflexions, de ces sursauts de rayons X. Le délai entre les sursauts de rayons X d’origine et leur réverbération et les distorsions causées par l’étrange proximité gravitationnelle des trous noirs ont 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 orbitent autour du trou noir, provoquant un changement distinct de leurs longueurs d’onde avant d’être réfléchis.

« J’adore le fait que nous puissions ‘entendre’ la relativité générale dans cette simulation », a déclaré le Dr Kara dans un e-mail.

Mange ton cœur, Pink Floyd.

Jacinthe Poulin

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