GW190521 est le nom d’une bouffée d’ondes gravitationnelles que les astrophysiciens ne sont pas près d’oublier. Détectée le 21 mai 2019 par les observatoires américain et européen, LIGO et Virgo, elle porte en elle la preuve de l’existence, non d’un seul, mais de deux chaînons manquants de la famille des trous noirs. Deux astres pour lesquels il convient désormais de penser de nouveaux scénarios de formation. L’histoire contée par ces ondulations de l’espace-temps résultant de la propagation de la gravitation à la vitesse de la lumière est celle d’une danse macabre se terminant par la fusion de deux trous noirs.

Un événement qui, depuis 2015 et la toute première bouffée d’ondes gravitationnelles enregistrée, est devenu un grand classique des découvertes réalisées grâce à cette méthode révolutionnaire. Ce signal qui dure à peine un dixième de seconde est toutefois le plus ancien jamais observé : il a été émis il y a sept milliards d’années par deux trous noirs de respectivement 65 et 85 masses solaires ayant donné naissance à un monstre pesant 142 soleils (les huit masses solaires manquantes correspondant aux ondes gravitationnelles émises lors de la fusion).

Or il se trouve que sa masse record (il est le plus gros trou noir imagé de manière directe grâce aux ondes gravitationnelles) le classe entre les deux types de trous noirs connus jusqu’ici : les « stellaires » qui résultent de l’effondrement d’une étoile massive sur elle-même et les « supermassifs » que l’on trouve nichés au cœur des galaxies. Dans l’intervalle compris entre 100 et 100 000 masses solaires, les scientifiques imaginaient bien des trous noirs de masse intermédiaire mais, en dépit de quelques candidats observés de manière indirecte, aucune preuve solide de leur existence n’avait encore été apportée. La découverte de cette nouvelle classe de trous noirs est fondamentale dans la mesure où elle pourrait permettre de résoudre l’un des grands mystères de l’astrophysique : celui de l’origine des trous noirs supermassifs. En effet, l’une des hypothèses est que ces colosses résultent de la fusion de trous noirs de masse intermédiaire. Encore fallait-il qu’ils existent !

Mais ce n’est pas tout… Les deux trous noirs impliqués dans cette fusion intriguent également les scientifiques, en particulier celui de 85 masses solaires qui ne devrait tout bonnement pas être. D’après les connaissances actuelles, l’effondrement gravitationnel d’une étoile n’est effectivement pas censé pouvoir générer de trous noirs dont la masse est comprise entre 60 et 120 masses solaires environ. Simplement parce que l’effondrement des étoiles très massives s’accompagne d’une explosion en supernova qui les désintègre entièrement et que celles qui sont plus massives encore sont trop stables pour s’effondrer sur elle-même et donner un trou noir. Autrement dit, au moins un des deux trous noirs ayant fusionné appartient, lui aussi, à une population inconnue dont on ne connaît pas les secrets de fabrication.

A-t-il été formé par fusion de deux trous noirs plus modestes ? Convient-il de modifier les seuils appliqués pour décrire la fin de vie des étoiles ? Les étoiles peuvent-elles, elles-mêmes, fusionner et donner directement un trou noir ? Amis théoriciens, c’est à vous ! GW190521 est une découverte comme les chercheurs les aiment : elle apporte autant de questions que de réponses, si ce n’est plus…

Il a sept milliards d’années subsistaient suffisamment d’anti-matière pour que les deux trous en question se repoussent au lieu de s’attirer et que par un effet de loupe gravitationnelle, évident sur le front d’ondes Livingstone, nos observateurs, l’esprit embrumé par trop de concepts obsolètes, ont pris les causes pour les conséquences et vice-versa.

Ca fait fantasmer mais on reste sur sa faim

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World news – FR – Dans la famille « trou noir », deux chaînons manquants découverts

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