LIGO-et-virgo-ont-détecté-deux-énormes-trous-noirs
L’observatoire des ondes gravitationnelles par interférométrie laser (LIGO) et son partenaire, le détecteur Virgo, ont fait leur plus grande découverte à ce jour. Ils ont repéré deux énormes trous noirs qui s’entrechoquent pour en former un autre d’une masse 142 fois supérieure à celle du soleil – ce plus grand trou noir a été détecté par les ondes gravitationnelles.

Deux énormes trous noirs

Nous avons des preuves directes de l’existence de trous noirs à la fois plus petits et plus grands que ceux-ci : des trous noirs de masse stellaire qui peuvent avoir des dizaines de fois la masse du soleil et se forment lorsque les étoiles meurent, et des trous noirs supermassifs qui sont au moins un million de fois plus massifs que le soleil et se situent au centre des galaxies. C’est la première confirmation directe d’un trou noir de masse intermédiaire.
« À des masses comprises entre 60 et 130 masses solaires environ, il est impossible pour une étoile de se transformer en trou noir, elle se détruit tout simplement », explique Nelson Christensen, membre de l’équipe LIGO à l’Observatoire de Nice en France. « Les astrophysiciens ont émis l’hypothèse que nous ne trouverions pas de trous noirs dans cet espace [entre la masse stellaire et les trous noirs supermassifs] et nous en avons trouvé au moins un, mais peut-être deux ».
LIGO consiste en une paire d’énormes détecteurs en forme de L aux États-Unis, et Virgo est un autre détecteur en Italie. Lorsque des objets massifs dans l’espace se déplacent, ils créent des ondulations dans l’espace-temps appelées ondes gravitationnelles qui étirent et compriment tout ce qu’ils traversent, et ces détecteurs utilisent cet étirement et ce compactage pour déterminer ce qui a causé les ondulations.

Des trous noirs de masse intermédiaire

Le 21 mai 2019, ces détecteurs ont trouvé des ondes gravitationnelles provenant d’une paire de trous noirs dont la masse était respectivement de 65 et 85 fois celle du soleil, et qui s’approchaient en spirale l’une de l’autre et se fusionnaient. Le résultat de cette collision colossale a été un seul trou noir de 142 fois la masse du soleil, avec 8 masses solaires d’énergie rayonnant sous forme d’ondes gravitationnelles.
Cela signifie que ces deux trous noirs n’ont probablement pas été formés par des étoiles, mais plutôt par des trous noirs de deuxième génération, formés par d’autres paires de trous noirs plus petits, explique Christensen. « Il y a eu des preuves indirectes de trous noirs de masse intermédiaire, mais il s’agit d’une observation réelle d’un événement qui est certainement supérieur à 100 masses solaires », dit-il. « C’est la confirmation de l’existence de trous noirs de masse intermédiaire. »
Nous pourrions même avoir une idée de l’endroit où se cache ce trou noir. Peu après que LIGO et Virgo aient détecté cette fusion, la Zwicky Transient Facility (ZTF) en Californie a repéré un éclat de lumière provenant d’une galaxie proche de l’endroit où les mesures des ondes gravitationnelles suggèrent que la collision s’est produite.
L’éclat lumineux provenait d’une galaxie proche du centre, où un disque de matière dense entoure un trou noir supermassif. Comme ce type de région est très fréquentée, nous nous attendons à ce que de nombreux objets, y compris des trous noirs, s’y écrasent en orbite autour du centre de la galaxie, explique Michael Coughlin, de l’université du Minnesota, qui fait partie de l’équipe ZTF. Ensuite, lorsque le dernier trou noir, le plus gros, traversera le disque, il s’écrasera sur d’autres matières et provoquera une éruption.

Nous aurons bientôt une preuve

« Cette association est un peu étrange: les distances ne correspondent pas tout à fait et les emplacements sont juste sur le bord », dit Coughlin. « Mais cette chose va revenir, donc elle devrait causer une autre éruption – ce serait une preuve irréfutable. »
Cette recherche a été publiée en deux parties: dans Physical Review Letters et arXiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay