Un signal d’ondes gravitationnelles observé récemment pourrait remettre en question la validité d’un record de masse d’un trou noir. Alors que l’événement GW231123 semblait extraordinaire, une étude théorique met en lumière la possibilité d’une amplification du signal par une lentille gravitationnelle, ce qui pourrait avoir des implications significatives pour notre compréhension des trous noirs.
Simulation de la fusion de deux trous noirs et de la déformation de l’espace-temps. Des visualisations de ce type sont utilisées pour interpréter les signaux d’ondes gravitationnelles comme ceux observés lors de l’événement GW231123. Crédit : Simulating eXtreme Spacetimes (SXS)
Un signal d’ondes gravitationnelles observé en 2023 a suscité un vif intérêt en raison de la potentielle naissance du trou noir le plus massif jamais détecté par des interféromètres terrestres. Cet événement, catalogué comme GW231123, résulterait de la fusion de deux trous noirs extrêmes, l’un d’environ 103 masses solaires et l’autre de 137 masses solaires, donnant naissance à un objet final d’environ 225 fois la masse du Soleil.
La découverte, annoncée en juillet 2025 par la collaboration LIGO-Virgo-KAGRA, a été présentée comme un fait sans précédent pour les instruments observant l’univers à travers les ondes gravitationnelles. Cependant, une nouvelle étude théorique, désormais disponible sur ArXiv, appelle à la prudence : ce record pourrait en partie être attribué à une illusion cosmique.
Pourquoi GW231123 est un événement exceptionnel
Les interféromètres comme LIGO, Virgo et KAGRA mesurent de minuscules variations de l’espace-temps causées par des événements cataclysmiques, tels que la fusion de trous noirs. À partir de l’amplitude et de la forme du signal, il est possible d’estimer la masse des objets impliqués.
Dans le cas de GW231123, les paramètres extraits indiquaient un trou noir final bien au-delà de 100 masses solaires — probablement équivalent à 225 masses solaires selon les premières estimations fournies par des experts — une valeur qui a soulevé des questions importantes sur la formation des trous noirs et sur les limites des modèles astrophysiques standards.
L’hypothèse de la lentille gravitationnelle : quand l’univers trompe les instruments
Le nouvel article sur ArXiv propose un scénario alternatif : le signal pourrait avoir été amplifié par une lentille gravitationnelle. En effet, un objet massif — tel qu’une galaxie ou un amas de galaxies — situé entre la Terre et la source des ondes gravitationnelles aurait déformé et amplifié le signal, le faisant paraître plus « puissant » et donc associé à des masses plus élevées.
Selon les auteurs de l’étude, cette interprétation est statistiquement solide. Les analyses indiquent en effet qu’il y a moins de 1% de probabilité que les données favorisent par pur hasard l’hypothèse de la lentille gravitationnelle, suggérant que l’amplification du signal n’est pas un effet marginal, mais plutôt un scénario réaliste soutenu par les données observées.
Quelles seraient les conséquences si le signal avait subi un lensing gravitationnel
Si l’effet de lentille gravitationnelle était avéré, les conséquences seraient significatives :
- la masse du trou noir final descendrait dans un intervalle entre 100 et 180 masses solaires ;
- GW231123 resterait un trou noir très massif, mais tomberait dans un ordre de grandeur plus compatible avec les modèles connus de fusion de trous noirs ;
- le caractère de « record absolu » de l’observation serait atténué, sans pour autant diminuer son importance scientifique.
En d’autres termes, GW231123 ne serait pas le trou noir le plus important jamais détecté par des interféromètres terrestres, mais pourrait devenir l’un des meilleurs indices observables de lentille gravitationnelle appliquée aux ondes gravitationnelles. Des études et des observations futures seront nécessaires pour déterminer si cette interprétation est correcte, un passage essentiel pour comprendre des événements extrêmes et les limites des observations gravitationnelles actuelles.