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Messier 87 (M87) est une galaxie elliptique située à environ 55 millions d’années-lumière de la Terre. En son centre se trouve un trou noir d’une masse de 6,5 milliards de fois celle de notre compagnon solaire. Ce trou noir a été le premier à être capturé par le télescope Event Horizon (EHT), qui a produit il y a trois ans un portrait de l’ombre du trou noir et un disque lumineux de matière qui est attirée par gravité vers le centre du trou noir.

Cependant, selon une déclaration de la NASA, après avoir utilisé les données recueillies par un groupe de télescopes, sans compter l’EHT, les scientifiques ont publié une chanson que M87 et son trou noir supermassif chantent.

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Image de M87 prise par Spitzer.

Une image de la galaxie elliptique Messier 87, la galaxie d’origine du trou noir supermassif, prise par le télescope spatial Spitzer de la NASA. (Crédit image : NASA/JPL-Caltech/IPAC/Event Horizon Telescope Collaboration)

À l’aide des données de rayons X recueillies par l’observatoire de rayons X Chandra, des données d’émission optique recueillies par le télescope spatial Hubble et des ondes radio enregistrées par l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili, les scientifiques de la NASA ont créé une carte de type radar qui reproduit le son de M87, plus précisément un matériau de jet massif que le trou noir en son cœur éjecte à travers la galaxie.

Pour créer un paysage sonore, les scientifiques ont comparé les longueurs d’onde de trois types différents de rayonnement électromagnétique émis par le trou noir et le jet environnants à une gamme de tonalités audibles. En haut de la carte se trouvent les notes les plus élevées dérivées des rayons X enregistrés par Chandra, suivies des tons moyens des données de lumière optique de Hubble et des tons les plus bas des ondes radio ALMA en bas.

Au fur et à mesure que le son passe à travers, une représentation sonore des parties « les plus bruyantes » du trou noir est créée. Par exemple, la partie la plus brillante et la plus bruyante de la carte, où la majeure partie du rayonnement est émise, est plus proche du début du son et est le trou noir lui-même. La luminosité et le volume de la chanson fluctuent avec les jets de rayonnement émis par le trou noir.

Lorsqu’ils sont combinés, ces trois sons de rayonnement se mélangent pour créer l’une des meilleures machines à bruit blanc galactique.

Parallèlement à M87, les scientifiques ont également enregistré le son d’un amas de galaxies appelé Persée. À environ 250 millions d’années-lumière de la Terre, un amas de galaxies de la constellation de Persée émet des ondes de pression dans l’univers – environ 30 000 années-lumière de diamètre. Ces ondes de pression proviennent du trou noir au centre de Persée et se propagent à travers les gaz ultra-chauds qui composent l’amas de galaxies.

Les scientifiques ont pu traduire et « re-synthétiser » les ondes de pression en ondes sonores que les humains peuvent entendre. Initialement, la fréquence des ondes sonores était fixée à 57 octaves en dessous de ce que l’oreille humaine peut entendre. Cependant, après avoir mis à l’échelle la fréquence de l’onde sonore 144 quadrillions de fois (144 000 000 000 000 000) au-dessus de la fréquence d’origine, le son de Persée peut être entendu.

Une image de l’amas de galaxies Persée prise par l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA. (Crédit image : NASA/CXC/Stanford/I. Zhuravleva et al.)

C’est une idée fausse que puisque l’espace est en grande partie un vide, le son ne peut pas y exister. La logique derrière cette idée fausse a à voir avec la nécessité d’un milieu, comme l’air ou l’eau, pour que les ondes sonores se propagent. Dans le vide, un tel milieu n’existe pas ; cependant, les gaz galactiques de l’amas de Persée sont plus que suffisants pour enregistrer le son.

La sonication des galaxies M87 et Pegasus a été produite dans le cadre d’un projet en cours dirigé par l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA et le programme Learning Universe de la NASA, qui vise à « sonder » l’univers et à recueillir la symphonie du cosmos.

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