La chasse aux trous noirs est le passe-temps favori de certaines institutions de recherche parmi les plus avancées de la planète, comme l’European Southern Observatory (ESO). Mais vous pouvez également contribuer à cet effort à votre échelle, et il n’y a pas besoin d’un doctorat en astrophysique : une simple application pour smartphone et un peu de temps suffisent pour apporter votre pierre à cet édifice.
Cette initiative provient du Consortium néerlandais des trous noirs (DBHC), un groupe de chercheurs basés aux Pays-Bas qui mène un programme de recherche interdisciplinaire sur ces béhémoths cosmiques. En plus de développer de nouvelles technologies destinées aux télescopes , ils ont aussi imaginé un projet de science citoyenne appelé Black Hole Finder.
Au cœur de cette initiative, on trouve BlackGEM, un télescope basé au Chili. Son rôle, c’est de capturer des données optiques des phénomènes repérés par le LIGO et Virgo. Ce sont deux appareils de pointe spécialisés dans la détection des ondes gravitationnelles, les fluctuations de l’espace-temps générées par des objets extrêmement massifs… comme des trous noirs.
Un bébé algorithme à entraîner
Or, ces derniers sont par définition très difficiles à capturer avec des instruments optiques. À la place, les astronomes néerlandais cherchent donc des kilonovas, des explosions cataclysmiques qui résultent de la fusion d’un trou noir et d’une étoile à neutrons. On sait que ces événements peuvent aboutir à la formation d’un nouveau petit trou noir de masse stellaire. Le BlackGEM capture donc des dizaines de phénomènes lumineux tous les jours en espérant tomber sur une kilonova susceptible de donner vie à un nouveau trou noir.
Mais une fois que ces images ont été collectées, le travail ne fait que commencer. En effet, tous les phénomènes lumineux ne correspondent pas forcément à des kilonovas, loin de là. La plupart d’entre eux sont en fait des artefacts optiques qui surviennent par exemple lorsqu’un satellite réfléchit un faisceau lumineux. L’équipe a donc conçu un algorithme de machine learning pour l’aider à faire le tri.
Actuellement, l’algorithme est encore trop peu fiable dans cet exercice par rapport aux humains, car il manque encore d’entraînement. Le problème, c’est que pour obtenir un modèle fiable, il faut méticuleusement passer toutes les images en revue une par une afin de s’assurer que cet outil tirera les bonnes conclusions une fois livré à lui-même. Et c’est là que le bât blesse : ce processus, appelé étiquetage, est extrêmement chronophage. Or, le DBHC n’est pas une énorme institution. Avec seulement une grosse trentaine de chercheurs, le laboratoire ne peut pas dégager suffisamment de temps pour analyser toutes les images du BlackGEM.
Une contribution précieuse
C’est pour cela qu’elle a choisi de faire appel au public en lançant une application appelée Black Hole Finder, qui propose aux utilisateurs de participer à ce processus.
La méthode, détaillée dans un petit tutoriel, est très simple : pas besoin d’avoir un œil de lynx ou d’être un astrophysicien chevronné. Il suffit d’observer des séries de trois images : une du phénomène lumineux, une du même coin de ciel avant l’apparition du phénomène, et une dernière qui représente la différence entre les deux. En se basant sur quelques critères faciles à retenir (la source doit être ronde, claire, et mesurer entre 5 et 10 pixels de diamètre), l’utilisateur peut déterminer s’il s’agit d’une image exploitable par les chercheurs ou d’un faux positif qui doit partir à la poubelle.
Toutes ces contributions permettront d’aider les chercheurs à entraîner leur fameux algorithme qui, à terme, devrait être capable de traquer des trous noirs potentiels avec une efficacité bluffante. Le cas échéant, il s’agira d’un outil très intéressant pour les astronomes, sachant que les trous noirs sont des cobayes fabuleux pour étudier le cycle de vie des étoiles, la dynamique globale du cosmos, et même les limites des théories actuelles, à commencer par la fameuse relativité d’Einstein.
L’application est disponible en version web à cette adresse, sur le PlayStore pour les propriétaires d’appareils Android et sur l’AppStore pour les aficionados d’Apple. Elle n’existe malheureusement pas en français pour le moment, mais elle est tout de même suffisamment simple pour permettre à n’importe qui d’aider ces astrophysiciens de manière concrète en y consacrant seulement quelques minutes, même avec une maîtrise très superficielle de la langue de Shakespeare !
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