Une mystérieuse collision de trous noirs obtient une nouvelle explication

Une Mystérieuse Collision De Trous Noirs Obtient Une Nouvelle Explication

Les trous noirs proviennent de l’effondrement d’étoiles supermassives. La grande attraction gravitationnelle générée par leurs explosions les fait se compacter si intensément qu’ils forment des trous noirs. De plus, ils peuvent toujours entrer en collision les uns avec les autres et former des objets si massifs qu’ils sont capables de générer des ondes gravitationnelles. Les scientifiques en ont déjà répertorié 90, mais une en particulier, découverte en 2019, attire beaucoup l’attention.

Les scientifiques classent les collisions en deux types. Les premiers proviennent de trous noirs formés simultanément à partir de l’effondrement d’étoiles dans un système binaire qui finissent par se rejoindre. La seconde est lorsque deux de ces objets se déplacent dans l’espace et que leur force gravitationnelle s’attire lorsqu’ils se rapprochent l’un de l’autre. Cette seconde s’appelle une rencontre dynamique, mais elles sont plus excentriques et moins susceptibles de se produire.

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La collision des trous noirs GW19052

Les ondulations causées dans l’espace-temps par les collisions de trous noirs aident les astronomes à identifier leurs masses, la forme en spirale des corps célestes les uns vers les autres, leurs spins et leurs orientations. À partir de là, ils ont réalisé que les vagues causées par la fusion GW19052 étaient sans précédent. L’amplitude et la longueur d’onde générées par celui-ci sont plus courtes et plus nettes que celles des autres.

Une mysterieuse collision de trous noirs obtient une nouvelle
Une simulation numérique de la courbure de l’espace-temps lors de la fusion qui a produit GW190521. (AG Bernuzzi/Université d’Iéna)

Les astronomes de l’Université d’Iéna et de l’Université de Turin étudiant GW19052 pensaient qu’il s’agissait d’une collision de deux trous noirs qui se trouvaient dans un système binaire. Cependant, après les observations, ils ont réalisé qu’ils observaient en fait une rencontre dynamique et qu’ils n’avaient toujours pas de spin. « En développant des modèles précis utilisant une combinaison de méthodes analytiques de pointe et de simulations numériques, nous avons constaté qu’une fusion très excentrique dans ce cas explique mieux l’observation que toute autre hypothèse présentée précédemment » souligne Matteo Breschi, du Université d’Iéna

Selon les modèles actuels, un trou noir qui a plus de 65 masses solaires ne peut pas être formé à partir d’une seule étoile, celles qui ont une plus grande masse ont probablement été formées par des collisions. À partir des ondes dans l’espace-temps, ils calculent que les trous noirs qui ont donné naissance à GW19052 ont entre 81 et 52 masses solaires. Ils pensent donc que l’un d’eux a déjà été formé à partir d’une fusion. Bien que des méthodes analytiques doivent être développées, les fusions hiérarchiques sont plus susceptibles de se produire dans des clusters d’objets denses.

GW 19052 est la première rencontre dynamique analysée par les astronomes, mais il y en aura probablement beaucoup d’autres. En 2023, des chercheurs japonais rejoindront également l’équipe pour observer davantage la collision.

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