Détecté par LIGO-Virgo le 21 mai 2019, le signal GW190521 provient de la fusion de deux trous noirs de 66 et 85 masses solaires. L’objet secondaire de 85 masses solaires se situe dans un intervalle théorique où la physique stellaire exclut la formation de tels corps compacts, remettant ainsi en cause les modèles actuels.
Référencé sous le nom de GW190521, ce signal fugace a bousculé une partie des connaissances sur la mort des étoiles massives au sein de la communauté astrophysique.
Les détecteurs de la collaboration LIGO-Virgo ont enregistré le signal le 21 mai 2019.
La fusion des objets de 66 et 85 masses solaires observée le 21 mai 2019
Le signal GW190521 correspond à la fusion violente de deux trous noirs distincts. D’après la même publication, le premier corps pesait environ 66 masses solaires, ce qui reste conforme aux prévisions de la théorie classique. Le second compagnon affichait quant à lui environ 85 masses solaires, introduisant une anomalie majeure pour les chercheurs.
Cet objet de 85 masses solaires se trouve précisément dans l’intervalle d’instabilité de paires, une zone comprise entre 65 et 120 masses solaires. Dans cette fourchette, les modèles établis prévoient qu’un astre en fin de vie ne peut s’effondrer en trou noir. Ce phénomène provoque une chute brutale de la pression interne et déclenche une explosion qui pulvérise l’étoile sans laisser de résidu compact.
Les hypothèses scientifiques face au signal GW190521
Face à la contradiction posée par cet objet, la communauté explore plusieurs pistes. La première évoque l’existence de trous noirs primordiaux, qui ne proviendraient pas de l’effondrement d’une étoile mais se seraient formés directement au cours des premiers instants de l’univers, lorsque la densité de la matière permettait à des poches de s’effondrer sur elles-mêmes.
Une seconde hypothèse suggère que le trou noir de 85 masses solaires résulterait d’une fusion antérieure entre des structures plus petites.
L’atteinte d’un objet final de 142 masses solaires
L’événement s’est soldé par la formation d’un trou noir final estimé à 142 masses solaires.