Cette chercheuse de 29 ans du MIT est à l’origine de la première photo de trou noir

L’image de trou noir qui est devenue virale sur le web a été générée par cette doctorante en informatique et en génie électrique…

En l’espace d’une journée, l’américaine Katie Bouman, 29 ans, est devenue une célébrité sur le web.

Doctorante du Massachusetts Institute of Technology (MIT), puis post-doctorante Event Horizon Telescope au California Institute of Technology (Caltech), elle s’est fixé en 2016 un objectif pas peu modéré : celui de générer la toute première photo d’un trou noir!

Près de trois ans plus tard, elle y est parvenue : dévoilée hier, sa photo est devenue instantanément virale sur les réseaux sociaux, partagée des millions de fois.

La première photo jamais prise d’un trou noir

Un télescope impossible

La réussite de Katie Bouman est le fruit d’un travail long et acharné. Le défi était de taille : comment parvenir à photographier un objet (ou anti-objet!) aussi petit et situé aussi loin de la Terre?

Le trou noir choisi pour la photo est situé à 54 millions d’années lumières de la Terre, et possède une masse 6,5 milliards de fois plus grande que celle du Soleil. Sa taille, pourtant, est très petite, ce qui le rend difficile à localiser.

Réaliser une photo réelle du trou noir est donc en pratique impossible. « Générer une telle image nécessiterait un télescope de 10 000 km de diamètre, ce qui n’est pas réaliste puisque le diamètre de la Terre n’est même pas de 13 000 km », a expliqué Mme Bouman au MIT News en 2016. Selon elle, c’est l’équivalent de tenter de prendre la photo d’un pamplemousse sur la Lune!

La poussière galactique constitue également un obstacle majeur, bloquant de notre champ de vision certains des astres du ciel.

Des ondes radio

La solution pour réaliser la photo est venue de l'utilisation des radiofréquences, qui permettent de nombreux avantages que la photographie traditionnelle ne permet pas. C'est donc une photo générée par ondes radio qui a été conçue.

« Les ondes radio comportent de nombreux avantages. Elles permettent de voir à travers la poussière galactique tout comme elles peuvent servir à regarder à travers les murs », explique Katie Bouman « Il serait impossible d’observer notre galaxie en restant dans les ondes du visible ».

La chercheuse a donc créé une sorte de géant télescope « virtuel » en plaçant 8 capteurs radio à 6 endroits différents sur la planète : en Arizona, à Hawaii, à Mexico, au Chili, en Espagne et en Antarctique.

Les données ont été captées en 2017. Depuis, à l’aide d’un algorithme de sa conception, Katie Bouman a travaillé à reconstituer l’image captée par les ondes reçus, un objectif qu’elle a accompli… il y a moins de 24 heures.

L’algorithme, nommé Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors (CHIRP), permet de combler les trous entre les différentes données prises par les capteurs, situés à plusieurs milliers de kilomètres les uns des autres.

Le résultat est impressionnant, et la réaction de la chercheuse, émouvante. Au moment du dévoilement de sa photo, elle a d’ailleurs affiché, sur Facebook, cette petite publication touchante :

« En train de regarder sans y croire la première image que j’ai jamais faite d’un trou noir en processus de reconstruction », écrit la chercheuse.