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Ils ont observé deux trous noirs sur le point de se rencontrer

Crédits : the Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) project

Une équipe d’astronomes annonce avoir repéré, grâce à Hubble, deux trous noirs supermassifs suivant une trajectoire qui les mènera, un jour, à se rencontrer. Les détails de l’étude sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters.

La mécanique céleste impose parfois à certains objets de se rencontrer. Des galaxies, des étoiles à neutrons, des planètes ou même des trous noirs. Mais la plupart du temps, nous ne pouvons faire le constat qu’après l’accident. Il est en effet rare de pouvoir observer deux objets sur le point d’entrer en collision. Rare, mais pas impossible. En témoignent ces nouvelles observations de Hubble. À environ 2,5 milliards d’années-lumière, deux trous noirs 800 millions de fois plus massifs que le soleil semblent emprunter un chemin qui les mènera un jour ou l’autre à se rencontrer.

Nous ne serons probablement plus là pour assister à l’accident, mais l’approche de ces deux objets reste néanmoins très intéressante. Plus ces deux trous noirs se rapprocheront l’un de l’autre, et plus ils émettront des ondes gravitationnelles. « Les binaires de trous noirs supermassifs produisent les ondes gravitationnelles les plus fortes de l’Univers, note en effet Chiara Mingarelli, du Centre d’Astrophysique Computationnelle de l’Institut Flatiron (États-Unis). Des ondes mille fois plus puissantes que celles découvertes à LIGO ».

trous noirs
Deux trous noirs condamnés à se rencontrer. Les deux objets sont, sur ces images, séparés d’environ 1 400 années-lumière. Crédits : AD Goulding et al./Astrophysical Journal Letters 2019

Deux issues possibles

L’étude de ces ondes gravitationnelles permettra d’en apprendre davantage sur la fréquence de fusion des galaxies. Nous pourrions également être en mesure de comprendre ce qu’il advient de ces objets, une fois rencontrés. Deux issues sont possibles. La première hypothèse suggère que les trous noirs se “bloquent” à environ 1 parsec (environ 3,2 années-lumière) de distance, demeurant ainsi “éternellement”. Auquel cas ces événements ne feront quasiment aucun “bruit”. Autrement dit, il n’y aura pas d’ondes gravitationnelles suffisamment puissantes pour être captées.

La seconde option propose que ces deux objets fusionnent pour ne faire qu’un. Auquel cas la puissance des ondes pourrait être titanesque. Observer un tel événement serait tout bonnement exceptionnel. En s’appuyant sur les statistiques, les chercheurs s’attendent à capter les vagues émises par d’autres collisions (plus proches) au cours des cinq prochaines années. Si rien n’est capté, cela prouvera la théorie du “dernier parsec”. Autrement dit, que les trous noirs supermassifs ne se rencontrent jamais.

Dans l’actualité, on rappelle également que la NASA vient d’attribuer un contrat de 50 millions de dollars à SpaceX pour le lancement d’un futur observatoire qui permettra d’étudier les trous noirs. Cette mission, à laquelle participe également l’Agence spatiale italienne, doit normalement être lancée en 2021.

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