Découverte d'une fusion inhabituelle de deux trous noirs

Des scientifiques ont découvert la fusion de deux trous noirs dont la masse est plus de 225 fois supérieure à celle du Soleil.

Illustration de la fusion de deux trous noirs - Photo : SXS

Bien que la masse de ce trou noir ne puisse être comparée à celle des trous noirs supermassifs, qui peuvent atteindre des dizaines de milliers, voire des milliards de fois la masse du Soleil et sont situés au centre des galaxies, « il s'agit d'une fusion assez inhabituelle et intéressante », ont déclaré des astronomes canadiens.

Le 23 novembre 2023, des ondes gravitationnelles issues de la fusion de deux trous noirs géants ont percuté la Terre et ont été captées par la collaboration LIGO-Virgo-KAGRA (un groupe spécialisé dans la détection de telles fusions grâce aux ondes gravitationnelles). Ces trous noirs sont extrêmement massifs, avec des masses respectivement 100 et 140 fois supérieures à celle du Soleil.

La plupart des fusions de ce type détectées jusqu'à présent à l'aide d'ondes gravitationnelles ont une masse comprise entre 10 et 40 fois celle du Soleil, mais celle-ci est vraiment spéciale car le trou noir est extrêmement massif, a déclaré Sophie Bini, chercheuse postdoctorale à Caltech et membre de l'équipe.

L'équipe qui a détecté les ondes gravitationnelles pour la première fois il y a 10 ans en a détecté plus de 300 depuis. Mais celle-ci est la plus importante à ce jour, de loin.

Une autre découverte intéressante issue de cette fusion – appelée GW231123 – est que la paire de trous noirs semble tourner extrêmement vite.

Charlie Hoy, de l'Université de Portsmouth, a déclaré que les trous noirs en rotation rapide se situaient à proximité des limites autorisées par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. Cela rend la modélisation et l'interprétation du signal difficiles. Il s'agit d'une excellente étude de cas pour faire progresser les outils théoriques de l'humanité.

Il existe des trous noirs supermassifs, dont la masse peut atteindre des dizaines de milliers, voire des milliards de fois celle du Soleil, et qui se situent au centre des galaxies. Par exemple, la Voie lactée possède un trou noir central, appelé Sagittarius A*, ou Sgr A*, dont la masse est environ quatre millions de fois celle du Soleil.

Il existe aussi des trous noirs stellaires, dont la masse peut varier de quelques fois celle du Soleil à des dizaines, voire des centaines de fois, selon certains. Ils se forment lorsqu'une étoile massive épuise son combustible et explose de façon spectaculaire : c'est ce qu'on appelle une supernova.

Mais il existe aussi des trous noirs intermédiaires, situés entre les deux. Leur détection s'avère difficile pour les astronomes. Cette nouvelle fusion se situe dans ce que les astronomes appellent l'« intervalle de masse » entre les trous noirs stellaires et les trous noirs supermassifs.

Peut contribuer à explorer le lien entre les humains et l'univers

On ignore pourquoi ces deux trous noirs sont beaucoup plus massifs que ce que les astronomes avaient découvert jusqu'à présent. Une théorie suggère que chaque trou noir de la paire résulte de la fusion de deux trous noirs. Mais ce n'est pas la seule hypothèse.

D'après les chercheurs, cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles perspectives aux cosmologistes. La fusion aurait eu lieu à une distance estimée entre 2 et 13 milliards d'années-lumière de la Terre. Cette découverte joue un rôle important en aidant les astronomes à explorer le lien entre l'humanité et l'univers.

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VNA

Source : https://tuoitre.vn/phat-hien-vu-sap-nhap-bat-thuong-cua-2-ho-den-20250717130118207.htm