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10 nouvelles fusions de trous noirs découvertes – et elles sont toutes vraiment bizarres

Il est toujours bon de vérifier votre travail plusieurs fois, vous ne savez jamais ce que vous pourriez repérer. C’est une règle qui fonctionne aussi pour les données. Grâce à une nouvelle analyse, les chercheurs ont découvert 10 nouvelles fusions de trous noirs dans les données précédemment analysées des collaborations d’ondes gravitationnelles LIGO-Virgo – et ce sont toutes des découvertes particulières et très intéressantes.

Les collisions de trous noirs ont été manquées la première fois car elles se cachaient en dehors du seuil de détection de l’analyse initialement programmée de la collaboration. En élargissant la recherche, les astrophysiciens ont réanalysé les données collectées lors de la course O3a des deux observatoires d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo en 2019 qui avaient déjà trouvé 44 événements et en ont trouvé 10 autres.

L’un d’entre eux était fascinant, GW190521, qui avait deux trous noirs d’environ 66 et 85 masses solaires. Lorsque certaines étoiles massives explosent dans une supernova, elles peuvent se transformer en trous noirs, mais les modèles de physique nucléaire suggèrent que les trous noirs créés par les étoiles sont inférieurs à environ 50 masses solaires ou supérieurs à 150 et ne devraient pas être entre les deux.

Ces trous noirs dans l’écart de masse supérieur sont probablement les résultats de fusions précédentes. Les nouvelles données ont trouvé encore plus d’exemples de ces événements, suggérant qu’ils sont probablement plus fréquents qu’on ne le pensait auparavant.

“Lorsque nous trouvons un trou noir dans cette gamme de masse, cela nous en dit plus sur la façon dont le système s’est formé, car il y a de fortes chances qu’un trou noir à écart de masse supérieur soit le produit d’une fusion précédente”, a déclaré l’auteur principal Seth. Olsen, doctorant à l’Université de Princeton, a déclaré dans un communiqué.

Mais il existe également un écart de masse plus faible, couvrant la région des étoiles à neutrons les plus lourdes et des trous noirs les plus légers, les données révélant de nouveaux exemples de ces collisions limitantes.

Si ces découvertes importantes ne suffisaient pas déjà, l’équipe a également trouvé un type de collision qui n’avait jamais été vu auparavant : un trou noir lourd a fusionné avec un trou beaucoup plus petit, et leurs spins n’étaient pas alignés. La rotation du lourd est allée dans un sens, et la plus petite est allée presque dans la direction complètement opposée.

“La rotation du trou noir plus lourd n’est pas exactement anti-alignée avec l’orbite”, a expliqué Olsen, “mais plutôt inclinée quelque part entre les côtés et à l’envers, ce qui nous dit que ce système peut provenir d’une sous-population intéressante de fusions BBH où les angles entre les orbites BBH et les spins du trou noir sont tous aléatoires.”

Plus de détails sur les nouvelles découvertes seront partagés lors d’une présentation le 11 avril lors de la réunion d’avril 2022 de l’APS.

“Avec les ondes gravitationnelles, nous commençons maintenant à observer la grande variété de trous noirs qui ont fusionné au cours des derniers milliards d’années”, a déclaré Olsen.

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