Les scientifiques ont trouvé deux paires de fusion trous noirset ils pensent que le plus gros de chaque fusion est un rare vétéran de la « deuxième génération » d’une collision précédente.
Le comportement inhabituel des deux plus grands trous noirs, observé à travers des ondulations dans l’espace-temps appelées ondes gravitationnelles, a été décrit le 28 octobre dans Les lettres du journal astrophysique.
Les résultats « fournissent des preuves alléchantes que ces trous noirs ont été formés à partir de précédentes fusions de trous noirs », co-auteur de l’étude Stephen Fairhurstprofesseur à l’Université de Cardiff au Royaume-Uni et porte-parole de la collaboration scientifique LIGO, a déclaré dans un communiqué déclaration.
Fusions consécutives
L’étude s’est appuyée sur deux fusions récemment détectées, survenues à seulement un mois d’intervalle. L’analyse des signatures d’ondes gravitationnelles de ces événements a permis aux chercheurs de déduire la masse, la rotation et les distances des trous noirs impliqués.
Lors du premier événement, le 11 octobre 2024, les scientifiques ont repéré deux trous noirs – mesurant respectivement six et 20 fois la masse du soleil – entrant en collision lors d’une fusion connue sous le nom de GW241011, à environ 700 millions d’années-lumière de la Terre. Le plus grand trou noir était l’un des plus rapides trous noirs jamais découverts.
La deuxième fusion, GW241110, a été découverte le 10 novembre 2024, avec des trous noirs dont la masse était huit et 17 fois supérieure à celle du soleil. Cette fusion était plus lointaine, à 2,4 milliards d’années-lumière. Le plus grand trou noir tournait également à l’opposé de son orbite, ce qui n’a jamais été vu auparavant.
Les scientifiques affirment que chacune de ces fusions avait de nouvelles propriétés, notamment que le plus grand trou noir de chaque fusion était presque deux fois plus grand que le plus petit, et que les plus grands trous noirs tournaient étrangement par rapport aux centaines d’autres fusions observées par les ondes gravitationnelles depuis le première détection historique par LIGO (Observatoire des ondes gravitationnelles à interféromètre laser) en 2015.
Les scientifiques ont suggéré que le plus grand trou noir de chaque fusion avait préalablement fusionné dans un processus appelé « fusion hiérarchique », qui se produirait dans des environnements denses comme les amas d’étoiles, où les trous noirs se rapprocheraient fréquemment les uns des autres.
« C’est l’une de nos découvertes les plus passionnantes jusqu’à présent », co-auteur de l’étude Jess McIverastrophysicien à l’Université de la Colombie-Britannique, a déclaré dans le communiqué. « Ces événements fournissent des preuves solides qu’il existe des poches très denses et très actives dans l’univers qui rassemblent certaines étoiles mortes. »
Outre les éventuelles découvertes de trous noirs de deuxième génération, les scientifiques ont déclaré que les deux fusions validaient lois de la physique prédites par Albert Einstein il y a plus d’un siècle et que ces événements aident les scientifiques à en apprendre davantage sur les particules élémentaires.
Par exemple, GW241011 a généré un signal clair qui a permis aux scientifiques de voir le plus grand trou noir se déformer lors de sa rotation, en raison de la rotation rapide du trou noir. La signature résultante des ondes gravitationnelles correspond aux théories d’Einstein, ainsi que du mathématicien Roy Kerrconcernant les trous noirs en rotation.
Ce même événement a également généré un « bourdonnement » dans le signal d’onde gravitationnelle, créé parce que le plus grand trou noir était beaucoup plus grand que le plus petit. (Le bourdonnement est similaire aux harmoniques des instruments de musique, ont déclaré les collaborateurs.) Cette observation a également contribué à confirmer les prédictions d’Einstein.
