Sciences & Technique Voir le trou noir fut comme reconstituer une chanson jouée sur un piano cassé, dit Katie Bouman

Katie Bouman est devenue une célébrité mondiale en avril pour son rôle-clé dans la création de la première image de trou noir jamais réalisée, une prouesse technologique qui lui a valu une invitation jeudi au Congrès américain.

Avec un plaisir évident, la souriante postdoctorante au centre d'astrophysique Harvard Smithsonian a patiemment expliqué le long processus ayant culminé par la publication, le 10 avril, de cette photo, d'apparence floutée, d'un halo orangé autour d'un disque noir, l'image du coeur de la galaxie Messier 87.

Comme la galaxie se trouve à 55 millions d'années-lumières, «l'anneau est incroyablement petit dans le ciel», a expliqué Katie Bouman à des parlementaires manifestement captivés. Il était «comparable à la taille d'une orange sur la surface de la Lune, vue depuis la Terre».

Les lois de la physique auraient obligé les humains à créer un télescope de la taille de la Terre pour le voir. D'où l'idée du télescope Event Horizon (EHT), une collaboration internationale qui regroupe une dizaine de radiotélescopes et d'observatoires répartis autour du globe, de l'Europe jusqu’au pôle sud, en passant par le Chili et Hawaï. En les combinant, les astronomes ont disposé, le temps de quelques observations, d'un télescope virtuel de la taille du globe.

Mais en raison du nombre limité de lieux, les télescopes n'ont enregistré que certaines fréquences et laissé des trous.

«En guise d'analogie, imaginez que les données prises par l'EHT sont les notes d'une chanson: chaque donnée correspond à une note de la chanson. Observer le trou noir avec le télescope Event Horizon revient à écouter une chanson jouée sur un piano où la moitié des touches sont cassées», a expliqué la trentenaire.

Il a donc fallu combler les trous pour reconstituer l'image du trou noir.

«De la même façon que votre cerveau est capable de reconnaître une chanson jouée sur un piano cassé s'il y a un nombre suffisant de touches intactes, nous sommes capables de créer des algorithmes pour reconstituer les informations manquantes de l'EHT afin de révéler l'image du trou noir», a-t-elle dit.

Le résultat final a été vérifié par quatre équipes indépendantes dans le monde. Les quatre images produites variaient légèrement mais avaient la même structure fondamentale.

«Voir ces images pour la première fois fut extraordinaire, l'un des souvenirs les plus heureux de ma vie», a témoigné Katie Bouman.

Elle a profité de l'audition pour rendre hommage aux nombreuses petites mains du projet: étudiants, doctorants et post-doctorants.

«Comme les trous noirs, les contributions de nombreux scientifiques en début de carrière passent souvent inaperçues», a dit l'ancienne doctorante au Massachusetts Institute of Technology (MIT).