Trou noir M87 : l'image confirmée par une nouvelle étude

L'image du trou noir M87 a-t-elle été confirmée ?

Oui. Une étude publiée dans Nature le 11 novembre 2026 a reproduit de façon indépendante l'ombre en forme d'anneau montrée pour la première fois dans l'image de 2019 du trou noir de la galaxie M87 par l'Event Horizon Telescope ^[1][2]. Les auteurs, du CSIRO, l'agence scientifique nationale australienne, écrivent que leur méthode reproduit « sans équivoque » une morphologie en anneau ^[1].

L'équipe, composée de Samuel Lai, Nithyanandan Thyagarajan, Ivy Wong et Foivos Diakogiannis, a appliqué une nouvelle méthode d'imagerie aux mesures publiques de l'EHT ^[1][3]. « Lorsque nous l'avons appliquée au jeu de données d'origine de l'Event Horizon Telescope, nous avons obtenu un trou noir presque identique en taille et en forme à l'image historique de l'EHT », a déclaré Lai, ajoutant : « Point important, notre modèle ne savait pas à quoi ressemblait un trou noir » ^[2].

Lai y voit « la première validation réellement indépendante de l'image de l'EHT » ^[2]. Le CSIRO affirme que ces résultats renforcent la confiance dans le fait que l'anneau est une véritable caractéristique astrophysique et non un artefact de la reconstruction d'image ^[2][3].

Le contraste d'échelle est frappant. L'image de 2019 était l'œuvre de centaines de scientifiques ; l'ESO indiquait à l'époque que la collaboration EHT comptait plus de 200 chercheurs ^[2][6]. La vérification est venue d'un groupe de quatre personnes. Lai est chercheur postdoctoral au CSIRO, en Australie-Occidentale, rapporte The Register ^[5], et l'article a été publié en libre accès, de sorte que chacun peut le lire ^[1].

Pourquoi les scientifiques doutaient-ils de l'image du trou noir M87 ?

Parce que transformer les données de l'EHT en image exige un traitement lourd, et que des choix de traitement différents donnaient des résultats différents ^[1][4]. L'article de Nature note que diverses approches d'analyse et d'imagerie ont produit des vues divergentes des détails fins de M87*, et que certaines analyses externes ont même remis en cause sa forme d'anneau de base ^[1].

Le problème de fond tient à la rareté des données. L'EHT relie des radiotélescopes répartis sur le globe pour simuler un télescope de la taille de la Terre, une technique appelée interférométrie à très longue base ^[2][6]. Mais avec seulement une poignée de stations, les mesures laissent de larges lacunes ; la reconstruction d'image est donc « un problème insuffisamment contraint » et sensible à l'étalonnage, aux algorithmes et aux réglages, écrivent les auteurs ^[1].

New Scientist rapporte que la plupart des réanalyses ont produit des anneaux similaires, mais qu'une, publiée en 2022, n'en a trouvé aucun ^[4]. « C'est comme se tenir dans son jardin et essayer de photographier un beignet sur la Lune », a dit Lai pour décrire la difficulté ^[2].

Comment la nouvelle étude a-t-elle vérifié l'image de M87 ?

Elle a reconstruit l'image à partir de zéro, en n'utilisant que des mesures qui annulent les erreurs des instruments, et un modèle d'IA qui n'avait jamais vu de trou noir ^[1][2]. L'approche, en bref :

1. Des triplets plutôt que des paires : l'analyse standard combine les données de paires de télescopes. La méthode du CSIRO combine des ensembles de trois, ce qui élimine ces erreurs, a expliqué Thyagarajan ^[2][4] ; selon l'article, les mesures obtenues contiennent une « information morphologique pure » exempte d'effets d'étalonnage ^[1].
2. Invariants de clôture : l'article appelle ces mesures indépendantes de l'étalonnage des « invariants de clôture », une version unifiée des phases et amplitudes de clôture déjà utilisées par les radioastronomes ^[1].
3. IA générative sans entraînement sur les trous noirs : l'algorithme, GenDIReCT, est un modèle de diffusion latente que l'article décrit comme entraîné sur des images sans rapport avec l'astronomie ^[1][4]. La section Méthodes indique que le jeu d'entraînement se composait d'images naturelles CIFAR-10 augmentées et de formes géométriques simples, dont des anneaux et des croissants ; les auteurs précisent qu'un entraînement sans ces formes n'a pas changé grand-chose ^[1].
4. Vérification croisée : l'équipe a aussi ajusté des formes géométriques simples aux mêmes données, mesurant un diamètre moyen de 42,3 ± 1,1 microsecondes d'arc, compatible avec les 42,2 ± 1,5 issus des images ^[1].

Diakogiannis a attribué à Lai le mérite d'avoir fait en sorte qu'une partie de l'IA « apprenne pendant qu'elle reconstruit chaque image », guidée par les mesures du télescope propres à cette observation précise ^[2].

Quelle est la taille du trou noir M87 ?

La nouvelle étude implique une masse de 6,5 ± 0,5 milliards de fois celle du Soleil, à partir d'un anneau large de 42,2 ± 1,5 microsecondes d'arc ^[1]. Cela correspond aux 6,5 milliards de masses solaires indiquées lors de la publication de la première image, le 10 avril 2019 ^[6].

Qu'est-ce exactement que cet anneau ? L'article de Nature le décrit comme l'émission, déviée par effet de lentille gravitationnelle et décalée vers le rouge, provenant de la matière entourant le trou noir supermassif central, avec une ombre centrale sombre ^[1]. L'ESO a décrit en 2019 cette ombre comme due à la déviation de la lumière par la gravité et à sa capture par l'horizon des événements ^[6]. Sa taille dépend principalement de la masse du trou noir et de sa distance, ce qui permet de convertir un angle mesuré en estimation de masse, « en supposant des paramètres d'échelle nominaux » selon les termes des auteurs ^[1].

Une microseconde d'arc est un millionième de seconde d'arc, un angle extrêmement petit. Le trou noir se trouve à 55 millions d'années-lumière, au centre de Messier 87, une galaxie massive de l'amas de la Vierge ^[6]. L'article donne la distance de 16,8 mégaparsecs ^[1].

L'anneau paraît plus lumineux vers le sud ou le sud-ouest, et la meilleure correspondance avec les images synthétiques issues de simulations est une inclinaison d'environ 20 degrés par rapport au jet qui s'approche, ce que l'article juge globalement cohérent avec les 17,2 ± 3,3 degrés des observations radio à 43 GHz antérieures ^[1]. Les auteurs indiquent que l'orientation de l'anneau a tourné dans le sens antihoraire entre 2017 et 2018, ce qu'ils attribuent à une accrétion turbulente, tout en précisant que la tendance de 2017 peut refléter en partie une couverture clairsemée les 5 et 6 avril ^[1].

Ce que l'étude ne fait pas : elle ne contraint pas la vitesse de rotation du trou noir. L'article dit que les meilleures correspondances d'image favorisent une rotation non nulle, en accord avec les analyses antérieures de l'EHT, mais pas son ampleur ^[1].

Quelles données l'étude a-t-elle utilisées ?

Des mesures publiques de l'EHT à une longueur d'onde de 1,3 millimètre, issues de trois années d'observations : 2017, 2018 et 2021 ^[1].

La campagne de 2017, qui a produit l'image célèbre, comptait quatre jours d'observation (5, 6, 10 et 11 avril). Pour 2018 et 2021, il y en avait deux chacune ^[1]. L'équipe met en avant la meilleure journée de chaque année, le 11 avril 2017, le 21 avril 2018 et le 18 avril 2021, et indique que toutes donnent un anneau compact d'environ 40 microsecondes d'arc ^[1].

À titre de comparaison, l'équipe a aussi reproduit une reconstruction de référence pour la collaboration EHT à l'aide de la chaîne de traitement publique eht-imaging ^[1]. Les observations d'origine de 2017 ont utilisé huit télescopes situés en haute altitude, notamment sur des volcans à Hawaï et au Mexique, et chaque télescope a produit environ 350 téraoctets de données par jour ^[6]. The Register note que les mesures de 2019 provenaient de huit télescopes situés notamment au Chili, aux États-Unis et en Antarctique ^[5].

L'emploi de plusieurs années est important : un artefact de traitement aurait peu de chances d'apparaître à l'identique dans des jeux de données indépendants, et le directeur de l'EHT Laurent Loinard a souligné que GenDIReCT « retrouve la structure en anneau de M87* sur plusieurs années » ^[2].

Cela prouve-t-il la relativité générale ?

Cela renforce un élément de preuve important ; cela ne prouve pas à lui seul une théorie ^[1][4]. L'anneau est de la lumière déviée et décalée vers le rouge par la gravité du trou noir, comme le prédit la relativité générale ^[1]. Lors de la publication de la première image, Heino Falcke, président du conseil scientifique de l'EHT, a déclaré dans le communiqué de l'ESO que l'ombre était « quelque chose que prédit la relativité générale d'Einstein et que nous n'avions jamais vu auparavant » ^[6].

New Scientist décrit le nouveau résultat comme une confirmation clé que la relativité générale décrit avec exactitude l'espace-temps autour d'un trou noir ^[4]. L'article de Nature est plus mesuré : il confirme l'anneau et sa taille, et compare les images à des simulations de gaz chaud et magnétisé autour d'un trou noir afin d'estimer l'angle de vue ^[1].

La science avance en partie grâce à des vérifications de ce type, menées par de petites équipes indépendantes. Loinard a déclaré : « La validation indépendante est au cœur du processus scientifique, et elle est particulièrement précieuse pour des résultats aussi nouveaux que ceux de l'Event Horizon Telescope » ^[2]. Pour un autre exemple de méthodes nouvelles appliquées à d'anciennes questions, voir Température la plus basse jamais atteinte : 10 picokelvins, et Euclid Telescope Data Release: What ESA's New Map Shows.

Quelle suite pour l'imagerie des trous noirs ?

Le CSIRO affirme que la méthode pourrait être appliquée au-delà de l'astronomie, tandis que la collaboration EHT y voit un outil pour toute la communauté ^[2][3].

• Autres cibles : l'article indique que GenDIReCT a aussi été testé sur des données EHT des galaxies actives 3C 279 et Centaurus A, ainsi que sur des données synthétiques pour les réseaux EHT et ngEHT ^[1].
• Au-delà de l'astronomie : selon Thyagarajan, la technique pourrait contribuer à améliorer l'imagerie médicale et la cartographie des séismes ; ce sont des usages potentiels, non démontrés ^[2][3].
• Une boîte à outils élargie : Loinard a déclaré que des études comme celle-ci « enrichissent la boîte à outils dont dispose toute la communauté » ^[2].

Soyez prudent face aux affirmations sur l'IA dans la couverture médiatique. Ici, l'IA aide à reconstruire une image à partir de mesures réelles ; elle n'a pas inventé le trou noir. How to Tell if an Image or Video Is AI-Generated: Signs, Tools and Limits explique comment repérer les images véritablement truquées. Ivy Wong a dit que le projet « est né d'une conversation entre collègues de bureau » ^[2].