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Un couple de trous noirs en orbite l’un autour de l’autre perd de l’énergie sous forme d’ondes gravitationnelles. Les deux astres se rapprochent lentement, un phénomène qui peut durer des milliards d’années avant de s’accélérer brusquement.
Il a mis 7 milliards dâannées-lumière à nous parvenir : un trou noir de masse inédite, issu de la fusion de deux trous noirs, a été directement observé pour la première fois grâce aux ondes gravitationnelles, une découverte majeure pour la compréhension de lâUnivers.
âCâest une porte qui sâouvre sur un nouveau paysage cosmique. Tout un monde nouveau!, sâest félicité lors dâune conférence de presse Stavros Katsanevas, le directeur de Virgo, lâun des deux détecteurs dâondes gravitationnelles qui a capté les signaux de ce nouveau trou noir.
Il sâagit de la première preuve directe de lâexistence de trous noirs de masse intermédiaire (entre 100 et 100 000 fois plus massifs que le Soleil), qui pourrait expliquer lâune des énigmes de la cosmologie : la formation des trous noirs supermassifs, ces monstres cosmiques tapis au cÅur de certaines galaxies, dont la Voie lactée.
Lâobjet mystérieux, décrit dans Physical Review Letters et Astrophysical Journal Letters par une équipe internationale de plus de 1500 scientifiques, sâappelle GW190521. Issu très probablement de la fusion de deux trous noirs, il fait 142 fois la masse du soleil et forme le trou noir le plus massif jamais détecté par ondes gravitationnelles (les supermassifs, des milliards de fois plus gros, sont détectés autrement).
Prédites par Albert Einstein en 1915 dans sa théorie de la relativité générale et observées directement un siècle plus tard, les ondes gravitationnelles sont dâinfimes déformations de lâespace-temps, semblables à des ondulations de lâeau à la surface dâun étang. Elles naissent sous lâeffet de phénomènes cosmiques violents, tels que la collision de deux trous noirs qui émet une quantité dâénergie phénoménale.
Lâonde gravitationnelle de GW190521 a mis 7 milliards dâannées à nous atteindre : câest le trou noir le plus distant, et donc le plus ancien, jamais découvert.
Le signal a été enregistré le 21 mai 2019 par les instruments américain Ligo et européen Virgo, qui signent âla plus grosse prise de leur tableau de chasseâ depuis leurs premières découvertes en 2015 et 2017, détaille le CNRS, dont plusieurs chercheurs ont contribué aux études.
Ce signal était ultra-court (un dixième de seconde) et de très basse fréquence (plus on remonte dans le passé, plus les fréquences diminuent) : âUn défi pour lâanalyser, a souligné Nelson Christensen, pour la collaboration Ligo.
Jusquâà ce jour, seules des preuves indirectes, par observations électromagnétiques, laissaient présager lâexistence de cette population de trous noirs intermédiaires.
Plus lourds que les trous noirs issus de lâeffondrement dâétoiles, mais bien plus légers que les monstres supermassifs, ils pourraient être âla clé dâune des énigmes de lâastrophysique et de la cosmologie : lâorigine des trous noirs supermassifs, selon le CNRS. Lâune des hypothèses expliquant la naissance de ces derniers serait, justement, la fusion à répétition de trous noirs de masse intermédiaire.
Autre phénomène intrigant : dâoù viennent les deux trous noirs qui ont fusionné? Dâaprès les théories actuelles, lâeffondrement dâune étoile ne peut pas donner naissance à des trous noirs de 60 à 120 fois la masse du Soleil, soit précisément la taille des deux objets qui ont fusionné. Y aurait-il un trou noir primordial formé lors du Big Bang, il y a 13,8 milliards dâannées? Ou sont-ils eux-mêmes le résultat dâune fusion?
La détection de GW190521 pose de nouvelles questions. Confirmant quâil existe un vaste pan de lâUnivers qui est resté invisible pour nous, a commenté lâastrophysicien Karan Jani, pour Ligo.
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Source: https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1732289/trou-noir-nouveau-type-ondes-gravitationnelles
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World news – CA – Un trou noir dâun nouveau type découvert par ondes gravitationnelles