Un télescope lunaire verra les ombres de lointains trous noirs express
Plus les antennes sont éloignées les unes des autres, plus les détails qu'elles captent sont fins. En combinant les signaux, les astronomes transforment plusieurs instruments en un seul télescope de la taille de la distance qui les sépare. En ajoutant une antenne lunaire aux antennes terrestres, on obtient un œil virtuel de 384 000 km de diamètre. C'est comme regarder le cosmos avec les yeux d'un géant dont les pupilles seraient écartées de la distance Terre-Lune.
La grande surprise, c'est l'anneau photonique. C'est un fin liseré de lumière né de la courbure de l'espace-temps la plus extrême. Pour l'observer, il faudra aussi des antennes flottant dans le vide entre la Terre et la Lune. Alors les ombres des trous noirs deviendront plus nettes, et nous pourrons tester les lois de la gravité là où elles fonctionnent à la limite.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2601.02812v2
The 1.3 mm ground-based very long baseline interferometry (VLBI) array Event Horizon Telescope (EHT), is limited by Earth's diameter, restricting its black hole shadow imaging to only M87* and Sgr A*. Extending baselines to the Moon would achieve ~0.7 uas angular resolution at 230 GHz, enabling shadow detection for a much larger sample of supermassive black holes (SMBHs). The concept is motivated by space VLBI missions and lunar exploration, including the ongoing Lunar Orbit VLBI EXperiment (LOVEX) aboard QueQiao-2 (Chang'E-7) and the planned International Lunar Research Station (ILRS). We assess shadow detectability for 31 SMBHs with predicted large angular sizes, exploring different telescope location and antenna size. Assuming a telescope at the lunar antipode, we simulate the Moon-Earth (u,v) coverage and show that sources with direction near the Moon's orbital plane yield projected baselines spanning from short to long, enabling sampling of the first visibility null - a key shadow signature. Using a geometric ring model, we identify six shadow-detectable candidates for Moon-Earth VLBI. Among these, M104, NGC 5077, and NGC 1052 are detectable with a 5 m lunar-based telescope; PGC 049940 requires 10 m; NGC 524 requires 20 m; and NGC 5252 requires 40 m. Furthermore, if space telescopes fill the baseline coverage gaps between Moon and Earth, the n=2 photon ring region is detectable for Sgr A*, M87* with a 10 m lunar-based telescope, and 12 candidates are detectable for the n=1 photon ring region using a lunar-based telescope of up to 40 m. These results provide a clear scientific and technical motivation for lunar-based telescopes in future black hole shadow studies.
La résolution angulaire d'un tel système — 0,7 microseconde d'arc — équivaut à pouvoir distinguer une orange posée sur la surface de la Lune depuis la Terre.
Comme dans « Interstellar », mais en plus précis : le télescope lunaire promet de montrer les ombres de lointains trous noirs avec un détail digne du cinéma.