Les chercheurs ont observé la plus grande collision de tous les temps entre deux trous noirs massifs observés par les humains, une constatation qui a renvoyé les astrophysiciens à leurs calculatrices pour repenser les modèles.
Astroboffins a repéré les séquelles de l’événement le 23 novembre 2023, lorsqu’ils ont détecté les émissions de deux énormes trous noirs, chacun environ 100 et 140 fois la masse du soleil, qui est entré en collision et a fusionné dans un objet massif autour de 225 fois la masse de notre étoile à domicile.
Il présente un réel défi à notre compréhension de la formation de trous noirs
Les scientifiques croient que les deux trous noirs tournaient à des vitesses immenses et après la fusion ont formé un corps que les théories actuelles ne prédisent pas.
Einstein a prédit des collisions de trous noirs il y a plus d’un siècle, mais ce n’est qu’en 2016 que les deux instruments de l’observatoire gravitationnel interféromé au laser (LIGO) aux États-Unis ont ramassé les premières vagues d’un tel événement.
L’observatoire gravitationnel européen a depuis développé son propre détecteur d’ondes gravitationnelles (Virgo) et le Japon a ajouté le détecteur d’ondes gravitationnelles Kamioka (KAGRA). Le trio travaille désormais ensemble comme la «collaboration LVK» et a repéré cet événement cosmique extraordinaire.
« Il s’agit du binaire de trous noirs le plus massif que nous ayons observé à travers des ondes gravitationnelles, et il présente un véritable défi à notre compréhension de la formation de trous noirs », a déclaré le professeur Mark Hannam, de l’Université de Cardiff et membre de la collaboration scientifique Ligo.
« Des trous noirs que Massive sont interdits par des modèles d’évolution stellaire standard. Une possibilité est que les deux trous noirs de ce binaire se sont formés à travers des fusions antérieures de trous noirs plus petits. »
Les scientifiques théorisent qu’un seul trou noir ne peut pas dépasser 100 masses solaires. Cependant, si ces objets fusionnent avec d’autres trous noirs, ils peuvent grandir, et ces dernières données montrent une étape intermédiaire à laquelle – elle est théorisée – deux objets plus grands formés pour devenir un seul corps.
Le signal d’onde gravitationnel détecté par l’équipage LVK n’a duré qu’un dixième de seconde et était environ vingt fois plus puissant que la plupart des signaux d’onde gravitationnels observés précédemment. Les détecteurs sur Terre ont ramassé quelques centaines de signaux indiquant des fusions de trous noirs, mais celui-ci était hors des graphiques.
L’immense vitesse de rotation des deux trous noirs – qui tournent environ 400 000 fois plus vite que la Terre – explique probablement la force de l’impulsion d’onde gravitationnelle.
« Il faudra des années à la communauté pour démêler pleinement ce modèle de signal complexe et toutes ses implications », a déclaré Gregorio Carullo de l’Université de Birmingham et membre du LVK. « Malgré l’explication la plus probable restant une fusion de trou noir, des scénarios plus complexes pourraient être la clé pour déchiffrer ses fonctionnalités inattendues. Des moments passionnants à venir! » ®