LE 25.04.2020: Actualité de l'astronomie / Une onde gravitationnelle issue de la fusion de deux trous noirs très différents.

Une onde gravitationnelle issue de la fusion de deux trous noirs très différents

Par Azar Khalatbari le 24.04.2020 à 11h58

CREDIT: N. FISCHER, H. PFEIFFER, A. BUONANNO (MAX PLANCK INSTITUTE FOR GRAVITATIONAL PHYSICS), SIMULATING EXTREME SPACETIMES (SXS) COLLABORATION

Les deux observatoires d'ondes gravitationnelles LIGO et VIRGO ont surpris la fusion de deux trous noirs, l'un presque quatre fois plus massif que l'autre. Une première qui permet d'enregistrer un subtil effet prédit par Einstein.
 

C'était il y a tout juste un an, le 12 avril 2019. Les antennes des trois observatoires d'ondes gravitationnelles –les deux interféromètres américains de LIGO et l'européen Virgo– avaient senti passer l'infime frémissement d'une onde gravitationnelle. Certes la première détection, en septembre 2015 d'une onde gravitationnelle, issue de la fusion de deux trous noirs, a été suivie de quelques dizaines d'évènements de ce type, mais jusque-là les astres à l'origine de ces ondes avaient sensiblement la même masse.  Or, aujourd'hui, les spécialistes tiennent enfin un cas inédit : GW190412, c'est-à-dire l'onde gravitationnelle du 12 avril 2019 est issue de la fusion de deux astres de masse inégale, l'un ayant 30 masses solaires, l'autre 8 seulement. Ainsi, l'un des trous noirs était 3 à 4 fois plus massif que l'autre, et cela permet de déceler pour la première fois, certains détails de l'oscillation.

Messagers de trous noirs
A peine deux semaines après le début de la reprise des enregistrements avec des performances augmentées des antennes, ce 12 avril 2019, les bras plurikilométriques des trois interféromètres ont vibré, signalant le passage d'un de ces frémissements de l'espace-temps qu'Albert Einstein avait prédit théoriquement il y a plus d'un siècle. Depuis 2015, les physiciens commencent à être habitués à ces signaux messagers de la fusion de deux trous noirs lointains, souvent des astres de masses équivalentes. Un évènement semblait sortir du lot, cependant : le 17 août 2017, les antennes ont enregistré la fusion de deux étoiles à neutrons, surprenant en même temps un signal électromagnétique dans plusieurs longueurs d'onde qui lui était associées. L'étude de ce seul évènement a permis de comprendre, entre autres, la formation des éléments chimiques lourds comme l'or, le platine.

Cas remarquable
L'évènement du 12 avril est un autre cas remarquable : avec une telle différence de masse, un effet subtil devrait apparaître dans la forme d'onde, qui avait été prédit en son temps par Einstein : les vibrations de petites longueurs d'onde se trouvent amplifiées, ou encore les hautes fréquences du signal se trouvent amplifiées. Cet effet, désigné par "l'amplification des harmoniques d'ordre élevé " dans le jargon des physiciens, permet de connaître comment les deux astres sont orientés l'un par rapport à l'autre, et déterminer à quelle distance se situe ce système binaire, en l'occurrence 2,3 milliards d'années-lumière.

En attendant que d'autres signaux issus d'astres très différents tombent dans le filet des observatoires terrestres, les physiciens ont élaboré une simulation numérique qui reconstitue l'histoire de GW190412.  

Source: sciencesetavenir.fr
Source: https://www.sciencesetavenir.fr/espace/astrophysique/quand-fusionnent-deux-trous-noirs-tres-differents_143743