Identification de la vitesse de coup de pied suffisamment grande pour un événement d’onde gravitationnelle individuel après la fusion d’un trou noir binaire

Identification de la vitesse de coup de pied suffisamment grande pour un événement d'onde gravitationnelle individuel après la fusion d'un trou noir binaire
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Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.128.191102″ width=”500″ height=”353″/>

La masse résiduelle et la masse résiduelle décalée Doppler pour GW200129, comme déduit dans le cadre du détecteur. Il y a un décalage vers le rouge global, car la direction du coup de pied sur la Fig. 3 est pointée (à peu près) loin de l’observateur. Cependant, comme ces distributions sont très proches, nous ne nous attendons pas à ce que les tests de ringdown de GR soient impactés par le coup de pied de cet événement. Crédit: Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.128.191102

Une équipe de chercheurs de l’Institut Max Planck de physique gravitationnelle en Allemagne et de plusieurs institutions aux États-Unis a identifié une vitesse de coup de pied suffisamment grande pour un événement d’onde gravitationnelle individuel après avoir observé une fusion de trous noirs binaires – une première. Dans leur article publié dans la revue Lettres d’examen physiquele groupe décrit son étude de la fusion de trous noirs binaires GW200129_065458 (maintenant appelé GW200129) et l’utilisation de modèles pour estimer sa vitesse de recul.

Des recherches antérieures ont montré que les trous noirs émettent des ondes gravitationnelles. Lorsque deux d’entre elles orbitent l’une autour de l’autre, ces ondes gravitationnelles émettent également de l’énergie en raison de leur moment cinétique. Cela peut conduire à un resserrement de leurs orbites jusqu’à ce qu’ils finissent par se rencontrer. Une fois qu’ils le font, ils fusionnent en un grand trou noir avec une nouvelle trajectoire orbitale. Les lois de la physique suggèrent que lorsque deux de ces corps entrent en collision et fusionnent, un coup de pied peut se produire, où les ondes gravitationnelles combinées émises par le trou noir nouvellement formé sont émises principalement dans une direction. Lorsque cela se produit, le trou noir subit un recul dans l’autre sens, se déplaçant plus rapidement que l’un ou l’autre de ses deux trous noirs d’origine.

Dans ce nouvel effort, les chercheurs suggèrent que le recul opposé subi par GW200129 était suffisamment fort pour avoir poussé le trou noir au-delà de sa vitesse de fuite, l’éjectant de sa galaxie. Des recherches antérieures ont montré que certains trous noirs voyagent plus vite qu’ils ne le devraient en théorie – ils suggèrent que de telles observations sont dues à des collisions binaires entraînant des coups de pied de recul opposés.







Une simulation de la fusion du trou noir GW200129, montrant la précession du plan orbital et le signal gravitationnel attendu. Après la fusion, le trou noir final est lancé vers le bas. Crédit : V. Varma/Institut Max Planck de physique gravitationnelle

Les chercheurs ont été les premiers à observer un événement de fusion binaire qui a montré une signature forte et claire d’un changement d’orientation de l’axe de rotation de son corps en rotation dans ses données d’ondes gravitationnelles. Ils ont utilisé ces données pour créer des simulations théoriques, calculant son coup de pied à environ 1500 km/s. À titre de comparaison, la vitesse d’échappement de la Voie lactée n’est que de 550 km/s, ce qui suggère que le coup de pied subi par GW200129 était suffisamment fort pour le pousser complètement hors de sa galaxie.


Une nouvelle méthode prédit quels trous noirs s’échappent de leurs galaxies


Plus d’information:
Vijay Varma et al, Preuve d’une grande vitesse de recul à partir d’un signal de fusion de trou noir, Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.128.191102

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Citation: Identification de la vitesse de coup de pied suffisamment grande pour un événement d’onde gravitationnelle individuel après la fusion d’un trou noir binaire (2022, 17 mai) récupéré le 17 mai 2022 sur https://phys.org/news/2022-05-identification-velocity-large-individual- gravitational.html

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