Avez-vous déjà entendu le bruit d'un trou noir ? Voici l'écho de l'espace le plus profond

Quel est le son d'un trou noir ? Les sonifications de la NASA nous permettent de l'écouter et l'effet est vraiment inquiétant. Écoutons ensemble les sons provenant des recoins les plus éloignés de l'espace.

Comment se forme un trou noir ?

Andrew Beardmore (Univ. of Leicester) and NASA/Wikimedia commons - Public Domain

Le terme "trou noir" évoquent déjà quelque chose de potentiellement effrayant, associé dans notre imaginaire à une sensation de peur. En réalité, il s'agit de régions de l'espace où la force gravitationnelle est tellement intense que rien, pas même la lumière, ne peut échapper à leur attraction. Les trous noirs se forment lorsqu'une étoile de grande taille s'effondre à la fin de sa vie, au moment où elle épuise son carburant nucléaire et ne peut plus soutenir sa pression interne. Lorsque le noyau s'effondre, il forme une entité extrêmement dense et compacte, entourée d'une surface appelée horizon des événements, la "frontière" au-delà de laquelle rien ne peut échapper à la gravité du trou noir. Au-delà de ce point, le temps et l'espace se déforment de manière extrême.

Il existe des trous noirs de différentes tailles, des trous noirs stellaires formés par l'effondrement d'une seule étoile, aux trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies. Ils ne sont pas directement visibles, car ils n'émettent pas de lumière, mais ils peuvent être détectés par les effets qu'ils ont sur les objets environnants, tels que des étoiles voisines ou du gaz. Si la matière environnante tombe dans un trou noir, elle peut former un disque d'accrétion, générant des rayons X intenses avant de disparaître au-delà de l'horizon des événements. Ces rayons X ont été transformés par la NASA en sons audibles, capturés par les observatoires X Chandra et Swift.

Écoutez le bruit du trou noir de V404 Cygni

Chandra X-Ray Observatory

La NASA nous offre "la voix" des trous noirs, et elle est étonnamment inquiétante. Certes, il était difficile de s'attendre au chant des sirènes, mais pouvoir entendre de ses propres oreilles les sons profonds et sombres qui en émanent donne vraiment des frissons. Dans ce cas, les échos de lumière proviennent de V404 Cygni, un système binaire distant de 7 795 années-lumière de la Terre, où un trou noir d'une masse équivalente à 5 ou 10 fois celle du Soleil orbite avec une étoile compagne. À intervalles réguliers, la matière autour du disque de ce trou noir produit des éclats de lumière qui se propagent dans l'espace, aidant les astronomes à comprendre la distribution des nuages de poussière et de gaz.

Bien que la lumière ne puisse pas échapper aux trous noirs, la matière qui les entoure peut produire ces éclats intenses en émettant des radiations électromagnétiques qui, tirées vers l'extérieur, rebondissent sur les nuages de gaz et de poussière qu'elles peuvent rencontrer, créant une sorte de brouillard spatial illuminé. Ces échos lumineux ont été détectés par l'Observatoire à rayons X Chandra de la NASA, avec une fréquence plus élevée, et par l'Observatoire Neil Gehrels. Grâce à la sonification, on peut entendre le bruit émis par le trou noir, ressemblant à un battement oscillant. De plus, les images capturées comprennent des données optiques du Digitized Sky Survey, où chaque étoile en arrière-plan produit une note en fonction de sa luminosité. Le balayage de l'intérieur vers l'extérieur de l'écho lumineux montre que le volume de chaque battement est déterminé par la luminosité de l'anneau d'expansion. Le son permet de tracer la densité des nuages de poussière frappés par la lumière pendant son voyage vers la Terre.

L'inquiétante plainte du trou noir de Persée

NASA's Marshall Space Flight Center/Youtube screenshot

Outre le tranquille tic-tac du trou noir V404 Cygni, la NASA a capturé en 2003 un son bien plus effrayant. Il s'agit d'ondes sonores provenant d'un énorme trou noir situé à 250 millions d'années-lumière de la Terre, au centre de l'amas galactique de Persée. Pour être audibles à l'oreille humaine, les ondes ont été transposées sur les 57e et 58e octaves, car elles représentent les notes les plus basses de l'Univers et n'avaient jamais été détectées auparavant. Ce qui en résulte est une sorte de gémissement inhumain, une sorte de hurlement effrayant provenant des profondeurs de l'univers. Les ondes transposées en fréquences audio ont été extraites vers l'extérieur et rendues audibles dans le sens antihoraire en partant du centre, afin que l'on puisse entendre les sons dans toutes les directions.

Les astronomes ont découvert que les ondes émises par le trou noir étaient capables de créer des ondulations dans le gaz chaud de l'amas de galaxies qui pouvaient être traduites en sons. Ensuite, une nouvelle sonification a ajouté des sons supplémentaires à la première traduction des données astronomiques en audio. L'idée selon laquelle l'espace serait silencieux en tant que vide est donc infondée : les énormes quantités de gaz des galaxies permettent aux ondes sonores de se propager et de voyager dans l'espace intergalactique. La voix du trou noir de Persée est entendue 144 quadrillions et 288 quadrillions de fois plus haute que sa fréquence originale.

Qu'en dites-vous, cela vaut-il la peine d'entendre l'écho profond d'un trou noir ?

NASA's Marshall Space Flight Center/Youtube screenshot