Les scientifiques ont mesuré la vitesse de recul à partir d’une collision cataclysmique entre deux trous noirs pour la toute première fois.
Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l’espace-temps proposé pour exister par Albert Einstein, et détecté pour la première fois en 2015. Une autre première est venue en 2019, lorsque les scientifiques ont ramassé un signal d’onde gravitationnel résultant d’une future fusion entre une taille très différente trous noirs. Le déséquilibre de la taille a fait que le trou noir du nouveau-né se ricoche dans l’univers dans un phénomène connu sous le nom de «coup de pied natal».
Maintenant, les astronomes ont déchiffré ce signal d’onde gravitationnelle, appelé GW190412, révélant que la collision a provoqué la prise de trous noire nouvellement fondu dans l’espace à plus de 31 miles par seconde (50 kilomètres par seconde) – Assez rapidement pour le catapulter de son groupe d’origine d’origine, ont rapporté des chercheurs dans l’étude, publiée le 9 septembre dans le journal dans le journal Astronomie naturelle.
« C’est une démonstration remarquable de ce que les ondes gravitationnelles peuvent faire », co-auteur de l’étude Kouttav Chandraun astrophysicien à la Pennsylvania State University a déclaré dans un déclaration.
Signaux de collision
Lorsque les trous noirs se cachent les uns vers les autres, ils produisent des ondes gravitationnelles. Mais lorsqu’un trou noir est beaucoup plus massif que l’autre, les ondes gravitationnelles produites par rapport à l’angle d’où elles sont observées.
En regardant sous différents angles, les chercheurs peuvent trouver la direction du coup de pied. Ensuite, la vitesse du coup de pied peut être déterminée en mesurant le rapport de masse et le spin des deux trous noirs d’origine – des informations qui peut également être déterminé de l’étude des ondes gravitationnelles.
Si le recul de la collision est suffisamment fort pour fronner le trou noir fusionné de son cluster d’étoiles, ce empêche ce nouveau trou noir de fusionner par la suite avec d’autres trous noirs et potentiellement former un trou noir supermassif – qui peut être 100 000 à 50 milliards de fois la masse du soleil. Cela rend la compréhension de la vitesse et de la direction des coups de pied essentiels pour suivre la formation de trous noirs supermassifs.
En 2018, co-auteur de l’étude Juan Calderón Bustillo Et ses collègues ont compris exactement Comment mesurer le coup de pied natal basé sur ces signaux d’onde gravitationnels. Mais leur modèle devait s’appuyer sur des simulations, car aucune fusion de trou noir entraînant un recul n’avait été détectée à ce moment-là.
Puis, le 12 avril 2019, le Détecteurs de Ligo avancés en Louisiane et dans l’État de Washington et le détecteur Vierge en Italie enregistré le GW190412 Ramassé un signal résultant de deux trous noirs de masse stellaire fusionnant: une 29,7 fois aussi massive que le soleil et l’autre 8,4 fois aussi massif.
Bien qu’ils se produisent à plus de 2,4 milliards d’années-lumière de la Terre, les chercheurs ont utilisé deux angles par rapport à la Terre pour déterminer où le coup de pied a envoyé le trou noir nouveau-né. Il s’est éloigné de son site de naissance, probablement un groupe dense d’étoiles appelées grappes globulaires, à un étonnant 111 600 miles par heure (179 600 kilomètres par heure). Cette vitesse serait plus que suffisante pour lui permettre d’échapper au cluster et de devenir un trou noir en fuite.
« C’est l’un des rares phénomènes en astrophysique où nous ne détectons pas seulement quelque chose », a déclaré Chandra. « Nous reconstruisons le mouvement 3D complet d’un objet qui est à des milliards d’années-lumière, en utilisant uniquement des ondulations dans l’espace-temps. »
Les prochaines étapes de l’équipe seront de rechercher plus de fusions de trous noirs pour mesurer à la fois avec des ondes gravitationnelles et une lumière visible, une recherche qui pourrait donner des informations plus profondes sur la croissance des monstres cosmiques.
