Un trou noir simulé sur un superordinateur

Un groupe de chercheurs a réussi à modéliser Messier 87, le premier trou noir jamais imagé, à l’aide de superordinateurs 3D.

L’objet supermassif est situé à 55 millions d’années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Vierge. En 2019, la première image de ce trou noir a été obtenue à l’aide du télescope Event Horizon (EHT).

Selon les scientifiques, M87 attire la matière qui tourne en disque sur des orbites de plus en plus petites jusqu’à ce qu’elle soit avalée par le trou noir.

Ce jet est lancé depuis le centre du disque d’accrétion entourant M87. Aujourd’hui, un groupe de physiciens de l’université Goethe est parvenu à modéliser cette région de manière très détaillée.

Université Goethe

Comment ont-ils fait ?

Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé des simulations tridimensionnelles sophistiquées sur superordinateur qui utilisent un million d’heures de CPU par simulation.

De plus, comme annoncé dans un communiqué, ils ont dû résoudre simultanément les équations de la relativité générale d’Albert Einstein, les équations de l’électromagnétisme de James Maxwell et les équations de la dynamique des fluides de Leonhard Euler.

Le résultat de ce travail est un modèle dans lequel les valeurs calculées pour les densités de matière, les températures et les champs magnétiques correspondent à ce que l’on peut déduire des observations astronomiques.

« Notre modèle théorique de l’émission électromagnétique et de la morphologie du jet de M87 concorde étonnamment bien avec les observations dans les spectres radio, optique et infrarouge », explique Alejandro Cruz Osorio, auteur principal de l’étude.

« Cela nous indique que le trou noir supermassif M87 tourne probablement beaucoup et que le plasma est fortement magnétisé dans le jet, accélérant les particules à des échelles de milliers d’années-lumière.