Il y a un peu plus d'un an, le 12 avril 2019, la collaboration LIGO-Virgo a découvert des ondes gravitationnelles se propageant dans l'espace-temps à partir d'une collision épique de deux trous noirs à une distance de 2,4 milliards d'années-lumière.
Mais comme les astronomes l'ont maintenant compris, la collision réelle de GW 190412 était quelque chose que nous n'avions jamais vu auparavant. Au lieu de deux trous noirs de masse approximativement égale, 20 à 40 fois la masse du Soleil, GW 190412 a été obtenu à partir d'un système binaire irrégulier.
Sur la base d'une analyse de ces ondes gravitationnelles pulsantes, les astronomes ont découvert que l'un des trous noirs faisait pencher la balance à environ 29,7 masses solaires, tandis que l'autre était trois fois plus léger à seulement 8,4 masses solaires.
Il s'agit également du trou noir de plus faible masse découvert à ce jour – ce qui est extrêmement excitant car cela signifie que leur fusion a donné un signal plus long que toute autre fusion de trous noirs – une énorme quantité de données à explorer.
«Aucune de ces masses en soi n'est trop surprenante. Nous savons que les trous noirs sont de cette taille. Ce qui est nouveau, c'est le rapport de masse », a expliqué l'astronome Christopher Berry de la Northwestern University et de la collaboration LIGO.
“Cette observation nous permet de tester nos prédictions pour les signaux d'ondes gravitationnelles d'une nouvelle manière et est une autre pièce du puzzle pour comprendre comment les trous noirs binaires se forment.”
Sur la base du signal de fusion inhabituel, l'équipe a également pu prendre plusieurs autres mesures. Ils ont pu déterminer que le plus grand des trous noirs tournait.
Dans GW 190412, cette rotation semblait être assez rapide, ce qui peut être un indice sur la façon dont un système binaire aussi irrégulier est apparu. Vous voyez, il existe plusieurs modèles astrophysiques pour la formation de trous noirs binaires, mais la plupart conduisent à des paires de masse plus ou moins égales.
Le plus évident est un système d'étoiles binaires dans lequel chaque étoile s'effondre dans un trou noir. Cependant, on pense qu'ils ne peuvent pas créer de trous noirs binaires avec de grandes différences de masse, sauf pour GW 190412.
Il est possible que les trous noirs se soient formés séparément, puis aient convergé d'une manière ou d'une autre, se capturant mutuellement en orbite. Mais la rotation plus rapide du plus grand trou noir suggère qu'il a peut-être fusionné avec d'autres trous noirs plus tôt, avant GW 190412.
Vous pouvez lire le texte intégral sur le site Web de LIGO.
Sources: Photo: N.Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), projet Simulating eXtreme Spacetimes
