Les ondes gravitationnelles se forment plus rapidement que prévu

Si deux galaxies entrent en collision, la fusion de leurs trous noirs centraux déclenche des ondes gravitationnelles qui se propagent à travers l’espace. Une équipe de chercheurs a calculé que cela se produit environ 10 millions d’années après la fusion – beaucoup plus rapide que ce qui était précédemment supposé.

Dans sa Théorie générale de la relativité, Albert Einstein prédit des ondes gravitationnelles il y a plus d’un siècle. Cette année, elles ont été détectées directement pour la toute première fois, des oscillations ont été enregistrées, causées par la fusion de deux énormes trous noirs. Mais la recherche sur les ondes gravitationnelles – et donc l’origine de l’univers – continue : en 2034, trois satellites seront envoyés dans l’espace par l’Agence Spatiale Européenne pour mesurer les ondes gravitationnelles à des gammes de fréquences encore plus basses.

Jusqu’à présent, il était difficile de prédire avec certitude le moment précis où les ondes gravitationnelles sont déclenchées avant de se propager dans l’espace. Une équipe internationale d’astrophysiciens de l’Université de Zurich, de l’Université d’Heidelberg et de l’Académie chinoise des sciences annonce pourtant l’avoir fait, en utilisant une simulation extensive.

Chaque galaxie a un trou noir supermassif en son cœur, qui peut présenter des millions, voire des milliards de masses solaires. Dans une simulation réaliste de l’univers, la fusion de deux galaxies âgées d’environ 3 milliards d’années et se trouvant relativement proche l’une de l’autre a été simulée. Avec l’aide de supercalculateurs, ils ont alors calculé le temps nécessaire à ces deux trous noirs centraux d’environ 100 millions de masses solaires pour émettre de fortes ondes gravitationnelles, après être entrés en collision. Et le résultat est surprenant.

Dans le processus, chaque supercalculateur était chargé de calculer une certaine phase de la convergence orbitale des deux trous noirs massifs et leurs galaxies parentes. Par rapport aux modèles précédents, la relation entre les orbites des trous noirs centraux et la structure réaliste des galaxies a également été prise en compte. Un an de recherches plus tard, les chercheurs affirment que les premières ondes gravitationnelles se seraient déclenchées après 10 millions d’années – soit environ 100 fois plus rapide que ce qui était précédemment supposé.

Source : Université de Zurich