Contexte scientifique

Les trous noirs supermassifs, comme celui au centre de la galaxie M87, possèdent un rayon d’ombre d’environ 40 microarcsecondes, soit l’équivalent de voir une pièce de monnaie à 10 000 km. Avant 2017, aucune observation directe n’avait pu atteindre cette résolution angulaire, les preuves étant limitées à des effets indirects (mouvements d’étoiles, rayonnement X). L’EHT a donc été conçu pour tester la relativité générale dans le régime fortement gravitationnel en mesurant la forme et la taille de l’ombre.

Architecture du réseau EHT

Le projet regroupe plus de 250 chercheurs et huit observatoires radio répartis sur trois continents (ALMA, SMA, JCMT, IRAM, LMT, SPT, APEX, GLT). En combinant ces antennes via l’interférométrie à très longue base (VLBI) à 230 GHz (longueur d’onde 1,3 mm), l’EHT forme un « télescope » virtuel de diamètre équivalent à la Terre, soit une résolution d’environ 20 µas. Chaque station utilise des horloges atomiques au rubidium ou au césium pour synchroniser les enregistrements à une précision de 10 ps, condition indispensable pour la corrélation des signaux.

Processus d’imagerie et limites

Les données brutes, totalisant plusieurs pétaoctets, sont stockées sur des disques durs et transportées physiquement vers les centres de corrélation (MIT Haystack, Max‑Planck‑Institut). La phase des ondes radio, perdue en vol, est récupérée par des algorithmes d’interpolation et de calibration (self‑calibration). L’image finale résulte d’une reconstruction itérative à l’aide de méthodes comme CLEAN et de modèles bayésiens (Regularized Maximum Likelihood). La principale incertitude provient de la couverture (u‑v) incomplète, qui introduit des artefacts et limite la fidélité des structures au-delà de l’ombre elle‑même.

Impacts et perspectives

La première image, publiée en avril 2019, a confirmé la forme circulaire attendue et la taille compatible avec une masse de 6,5 × 10⁹ M☉ pour M87*. Elle a également permis de contraindre les déviations possibles du modèle de Kerr à moins de 10 %. Le même réseau a ensuite produit l’image du trou noir de la Voie lactée (Sgr A*), démontrant la robustesse de la technique malgré la variabilité plus rapide du source. Les équipes prévoient d’ajouter de nouvelles stations (ex. : Afrique du Sud, Nouvelle‑Zélande) et d’augmenter la bande passante pour atteindre une résolution suffisante à la fin des années 2020, ouvrant la voie à des « films » dynamiques du plasma autour de l’horizon des événements.