Une équipe d’astronomes annonce avoir identifié une possible collision entre une étoile à neutrons et un trou noir incroyablement léger. Cette fusion rare, produite à environ 650 millions d’années-lumière de la Terre, avait entraîné l’émission d’ondes gravitationnelles à travers l’espace. Ces dernières ont été captées par un réseau d’antennes au Japon, en Italie et aux États-Unis.
Les fusions cosmiques
Les astronomes ont longtemps étudié les collisions entre divers objets célestes, notamment les étoiles à neutrons et les trous noirs. Ces phénomènes sont souvent le résultat de l’évolution stellaire et peuvent être détectés à travers les ondes gravitationnelles, des ondulations dans l’espace-temps, qu’ils génèrent lors de leurs interactions cataclysmiques.
Pour rappel, les étoiles à neutrons sont d’incroyablement petites et denses, et se forment lors de l’effondrement d’étoiles massives en fin de vie. Lorsque deux étoiles à neutrons se rapprochent, leur attraction gravitationnelle les fait tourner l’une autour de l’autre jusqu’à ce qu’elles entrent en spectaculairement en collision. De même, deux trous noirs qui s’approchent l’un de l’autre finissent par fusionner en un seul trou noir encore plus massif. Enfin, nous avons déjà observé la fusion d’une étoile à neutrons et d’un trou noir.
Une fusion inédite
La nouveauté de cette nouvelle découverte est qu’elle semble impliquer une étoile à neutrons et un objet plus lourd que l’étoile à neutrons, mais plus léger que les trous noirs conventionnels. Les astronomes ont estimé que cet objet mystérieux pesait entre 2,5 et 4,5 fois la masse du Soleil.
Ces deux objets auraient dansé l’un autour de l’autre avant de fusionner il y a environ 650 millions d’années, générant des ondulations dans le tissu spatial et temporel. Ces ondes ont été détectées et signalées le 29 mai 2023 par un réseau d’antennes au Japon, en Italie et aux États-Unis associé à la collaboration LIGO-Virgo-KAGRA (LVK).
Les chercheurs ignorent encore précisément de quel objet il s’agit, mais ils soupçonnent un trou noir incroyablement léger. Notez que le trou noir le plus léger actuellement connu pèse environ cinq masses solaires. Cela placerait donc ce nouvel objet découvert dans le « fossé de masse », une région mystérieuse qui sépare les étoiles à neutrons les plus lourdes des trous noirs les plus légers. Cette avancée marque ainsi une première dans l’étude de ces objets célestes rares. En effet, les modèles actuels de formation des étoiles ne prédisent pas la création directe de trous noirs dans la plage de masse observée, ce qui soulève des questions sur la complexité de l’évolution stellaire et la nécessité de réviser nos théories existantes.
Cependant, malgré cette découverte, les astronomes restent prudents quant à leurs conclusions. L’étude des phénomènes astronomiques nécessite souvent une validation supplémentaire et une analyse approfondie. Cette découverte unique soulève en effet plus de questions qu’elle n’apporte de réponses, ce qui incite les chercheurs à continuer à observer le cosmos avec une grande attention. La découverte, présentée lors de la réunion de l’American Physical Society du vendredi 5 avril, est en attente d’examen par les pairs.
