La première image prise de l’objet compact au cœur de M87. Les chercheurs considèrent qu’il s’agit d’un trou noir supermassif, mais un nouvel article de recherche demande si l’image a une cause alternative. Crédit : EHT
Une nouvelle recherche suggère des explications alternatives pour l’objet compact massif au centre de la galaxie M87 en se demandant si celui-ci pourrait contenir un monopole gravitomagnétique.
Le télescope Event Horizon a marqué l’histoire de la science en capturant la première image de l’objet supermassif M87. trou noir dans la galaxie M87. De nouvelles recherches suggèrent d’autres explications pour l’objet compact massif au centre de cette galaxie, en se demandant si celui-ci pourrait contenir un monopole gravitomagnétique.
Le télescope Event Horizon (EHT) a récemment cartographié l’objet compact central de la galaxie M87 avec une résolution angulaire sans précédent. Bien que cette remarquable avancée ait été interprétée sur la base de la théorie selon laquelle M87 contient un trou noir en rotation ou “Kerr”. Nouvelle recherche publiée dans EPJ C par Chandrachur Chakraborty et Qingjuan Yu, de l’Institut Kavli d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Pékin (KIAA-PKU), Masoumeh Ghasemi-Nodehi et Youjun Lu, des Observatoires astronomiques nationaux de Chine, examine les autres explications possibles de l’image.
“La collaboration EHT a essayé de montrer que l’image observée est globalement cohérente avec les attentes pour l’ombre d’un trou noir de Kerr”, dit Chakraborty. “Comme les alternatives au BH de Kerr n’ont pas été écartées, nous avons cherché à savoir si les données EHT sont également cohérentes ou non avec les modèles alternatifs pour l’objet central de M87.”
Chakraborty poursuit en expliquant que lui et ses coauteurs avaient un objectif principal : montrer comment un monopole gravitomagnétique – ou un paramètre NUT – affecte la taille et la forme de l’ombre, et si son existence peut être exclue ou non dans M87*. “Pour le montrer, nous utilisons les valeurs des paramètres d’observation de la première image de M87* et nous avons constaté qu’un monopôle gravitomagnétique non nul est toujours compatible avec les observations actuelles de l’EHT”, explique Chakraborty.
Chakraborty poursuit en expliquant ce qu’est un monopôle gravitomagnétique : “Dans la nature, les pôles magnétiques nord et sud vont toujours de pair. Couper un barreau aimanté en deux ne fait que créer deux aimants, chacun ayant toujours deux pôles, plutôt que de créer des pôles nord et sud séparés sur chaque moitié. Pourtant, leurs cousins électrostatiques, les charges positives et négatives, existent indépendamment.”
Le chercheur ajoute qu’en physique théorique, la gravité et l’électromagnétisme présentent des caractéristiques analogues. “La masse est considérée comme l’analogue de la charge électrique. Par conséquent, nous appelons la masse la charge gravito-électrique”, explique Chakraborty. “La question suivante est de savoir si la charge gravitomagnétique ou le soi-disant monopôle gravitomagnétique existe dans la nature ?”.
Dans l’article, les auteurs proposent que M87* puisse contenir un monopole gravitomagnétique et, par conséquent, pourrait être décrit comme un espace-temps Kerr-Taub-NUT plus général, l’espace-temps Kerr étant un cas particulier de l’espace-temps Kerr-Taub-NUT avec un monopole gravitomagnétique qui disparaît.
“En ce sens, aucun modèle n’est incorrect, et cela permet essentiellement d’imposer une forte contrainte sur la structure spatio-temporelle de la source radio compacte centrale de M87”, conclut Chakraborty, ajoutant comment les théories concurrentes pourraient être testées. “Essentiellement, des mesures précises à la fois de la taille de l’ombre et de l’asymétrie pourraient exercer de fortes contraintes sur le paramètre de Kerr et le paramètre NUT, et briser les dégénérescences entre les espaces-temps de Kerr et de Kerr-Taub-NUT, y compris celles entre les trous noirs et les singularités nues.”
Référence : “Investigating the existence of gravitomagnetic monopole in M87*” par M. Ghasemi-Nodehi, Chandrachur Chakraborty, Qingjuan Yu et Youjun Lu, 23 octobre 2021, The European Physical Journal C.
DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-09696-3
