Vous attendez une éternité qu’une étoile à neutrons et un trou noir entrent en collision, puis deux paires arrivent à la fois

Des détecteurs d’ondes gravitationnelles auraient repéré la fusion d’un trou noir et d’une étoile à neutrons – pas une mais deux fois le même mois.

C’est la première fois que des scientifiques ont pu confirmer la détection de la fusion d’un trou noir et d’une étoile à neutrons également.

Bien que plusieurs événements d’ondes gravitationnelles aient été détectés depuis que l’Observatoire américain des ondes gravitationnelles (LIGO) a fait la première découverte d’ondes gravitationnelles en 2015, ils ont toujours impliqué des collisions entre des objets du même type, tels que deux trous noirs se brisant l’un dans l’autre, ou deux étoiles à neutrons.

Ces dernières découvertes, cependant, sont le résultat d’appariements étranges : un trou noir avec neuf fois la masse de notre Soleil s’écrasant sur une étoile à neutrons de masse solaire de 1,9, et un trou noir légèrement plus petit mesurant six masses solaires ayant un impact de 1,5- étoile à neutrons de masse solaire.

Les prangs cosmiques ont été annoncés mardi par plusieurs équipes travaillant avec les détecteurs LIGO et Virgo en Louisiane, aux États-Unis, et à Santo Stefano a Macerata, en Italie, respectivement.

Au fur et à mesure que les détecteurs LIGO et Virgo sont de plus en plus affinés, la détection de ces événements de fusion devrait apparaître comme des bus : aucun pendant des siècles, puis plusieurs à la fois. Ces dernières collisions ont été détectées à dix jours d’intervalle, le 5 janvier 2020 à 1624 UTC et le 15 janvier à 0423 UTC.

Le premier événement, le plus énergétique des deux et impliquant les corps les plus massifs, portait le nom de code GW200105 et a eu lieu à environ 900 millions d’années-lumière de la Terre. Le deuxième événement, appelé GW200115, était plus éloigné, à environ un milliard d’années-lumière.

Nous nous attendions depuis longtemps à voir une fusion entre un trou noir et une étoile à neutrons, mais il existe de nombreuses incertitudes qui ont rendu difficile la prédiction du nombre de cet appariement dans notre univers.

“Nous nous attendions depuis longtemps à voir une fusion entre un trou noir et une étoile à neutrons, mais il existe de nombreuses incertitudes qui ont rendu difficile la prédiction du nombre de ces paires dans notre univers”, Ryan Magee, co-auteur d’un article publié dans The Astrophysical Journal et un chercheur postdoctoral au California Institute of Technology, a déclaré Le registre.

« De ces deux détections, nous pouvons déduire que, dans un volume d’espace fixe, il y a un peu plus de fusions étoile à neutrons-trou noir par an que trou noir-trou noir [ones], mais pas autant qu’il y a de fusions étoile à neutrons-étoile à neutrons.

Les tentatives précédentes pour confirmer une collision trou noir-étoile à neutrons ont été infructueuses. Un signal détecté en avril 2019 a peut-être été faussé par le bruit, et un autre d’août de la même année est toujours en débat.

Les deux trous noirs ont probablement avalé leurs étoiles à neutrons entières, ne laissant aucune trace de lumière à suivre par l’équipe. “Ce n’étaient pas des événements où les trous noirs ont grignoté les étoiles à neutrons comme le monstre cookie et ont jeté des morceaux”, a déclaré Patrick Brady, professeur à l’Université du Wisconsin-Milwaukee et porte-parole de la LIGO Scientific Collaboration, a déclaré dans un communiqué. « Ce « jeter » est ce qui produirait de la lumière, et nous ne pensons pas que cela se soit produit dans ces cas. »

Une fusion entre un vide galactique et le type d’étoile le plus dense se produit probablement à moins d’un milliard d’années-lumière de la Terre environ une fois par mois, selon l’équipe.

“Les groupes de détecteurs de LIGO, Virgo et KAGRA améliorent leurs détecteurs en vue de la prochaine période d’observation qui doit commencer à l’été 2022”, a ajouté le professeur Brady.

“Avec la sensibilité améliorée, nous espérons détecter des ondes de fusion jusqu’à une fois par jour et mieux mesurer les propriétés des trous noirs et de la matière super dense qui composent les étoiles à neutrons.” ®