Pour la première fois, des astronomes ont directement observé qu'un trou noir en rotation rapide « entraînait » l'espace-temps environnant, lui faisant subir des oscillations périodiques mesurables. Ce phénomène confirme une prédiction clé faite par la théorie de la relativité générale d'Einstein il y a plus de cent ans.Cette percée vient de la surveillance à long terme d’un événement de perturbation de marée au cours duquel une étoile est déchirée par un trou noir. Il offre à la communauté scientifique une nouvelle fenêtre pour étudier la rotation des trous noirs, la structure des disques d’accrétion et le mécanisme de formation des jets.

La recherche a été menée par l'Observatoire astronomique national de l'Académie chinoise des sciences et avec la participation de l'Université de Cardiff et d'autres institutions. La cible d'observation était l'événement de perturbation des marées nommé AT2020afhd - une étoile a été déchirée après avoir pénétré dans le "rayon de la mort" d'un trou noir supermassif, et ses restes ont formé un disque d'accrétion brillant et ont éjecté des jets de matière approchant la vitesse de la lumière. En analysant les rayons X et les signaux radio émis par l'événement, l'équipe a découvert que le disque d'accrétion et le jet se balançaient de manière synchrone, avec un cycle d'environ 20 jours, montrant un rythme de « balancement » coordonné et stable.

Les recherches soulignent que cette oscillation est la « précession Lense-Thirring » prédite par la relativité générale, également connue sous le nom d'« effet de traînée du cadre de référence » : un trou noir en rotation déformera et entraînera l'espace-temps environnant, provoquant un changement lent de la direction orbitale de la matière proche. Auparavant, les scientifiques déduisaient principalement l'existence de cet effet par des méthodes indirectes, mais cette fois, c'est la première fois qu'un signal clair de la co-précession du disque et du jet est directement capturé dans le système disque-jet d'accrétion du trou noir.

Dans cet événement, la matière de l'étoile déchirée est rapidement tombée dans le trou noir, formant un disque d'accrétion rotatif à grande vitesse et entraînant des jets à haute énergie éjectés le long de l'axe de rotation du trou noir. Les observations montrent que le disque et le jet ne pointent pas de manière stable dans une seule direction, mais « hochent la tête » dans leur ensemble dans l'espace. Ce changement coordonné est difficile à expliquer par les fluctuations traditionnelles de la libération d’énergie, mais il est tout à fait cohérent avec les caractéristiques de précession provoquées par le déplacement de l’espace et du temps.

Cosimo Inserra de l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Cardiff, co-auteur de l'article, a déclaré que cette étude fournit la preuve la plus solide à ce jour de la précession Lens-Tilling. "Comme une toupie produisant des tourbillons dans l'eau, le trou noir entraîne l'espace-temps autour de lui." Il a souligné que contrairement aux précédents événements de perturbation des marées où le signal radio était relativement stable, le signal radio d'AT2020afhd présentait des changements à court terme qui ne pouvaient pas être simplement attribués aux fluctuations de la production d'énergie, renforçant ainsi l'explication de la traînée spatio-temporelle.

Pour identifier cet effet, l'équipe de recherche scientifique a utilisé de manière exhaustive les données de plusieurs télescopes, y compris les télescopes spatiaux dans la bande des rayons X et les observations radio du très grand réseau d'antennes (VLA) Karl Jansky basé au sol, tout en effectuant une analyse détaillée du spectre électromagnétique de l'événement. Les études spectrales aident les scientifiques à clarifier la composition et la structure du matériau accrété, testant ainsi dans des modèles théoriques si la configuration géométrique et le comportement dynamique du système disque-jet sont cohérents avec les prédictions de traînée du cadre.

Les chercheurs ont souligné que cette découverte non seulement vérifie une fois de plus la validité de la relativité générale dans des environnements gravitationnels extrêmes, mais fournit également de nouveaux outils pour mesurer la rotation des trous noirs, comprendre comment la matière tombe dans les trous noirs et comment se forment des jets à haute énergie. Les événements de perturbation des marées comme AT2020afhd devraient devenir des laboratoires naturels pour détecter systématiquement le « vortex spatio-temporel » des trous noirs à l’avenir, aidant ainsi les humains à décrire davantage la véritable apparence des corps célestes les plus extrêmes de l’univers.

Des résultats pertinents ont été publiés dans la revue « Science Advances » le 10 décembre 2025. L'article est intitulé « Détection de la coprécession de jet de disque dans un événement de perturbation de marée » (Détection de la coprécession de jet de disque dans un événement de perturbation de marée). L'équipe de recherche estime qu'avec la nouvelle génération de relevés du ciel multibandes et de télescopes à haute sensibilité mis en service, les humains devraient capturer des signaux similaires lors d'un plus grand nombre d'événements de perturbation des marées et représenter systématiquement le « vortex gravitationnel » des trous noirs entraînant l'espace et le temps.

Compilé à partir de /ScitechDaily