Des chercheurs de l’université de Birmingham (Royaume-Uni) veulent partir à la chasse aux trous noirs « hiérarchiques », des trous noirs qui se forment suite à des fusions successives. © trahko, Adobe Stock
Sciences

La chasse aux trous noirs « hiérarchiques » vient de commencer

ActualitéClassé sous :trou noir , onde gravitationnelle , fusion de trous noirs

[EN VIDÉO] Que se passerait-il si vous tombiez dans un trou noir ?  Les profondeurs des trous noirs sont des espaces de mystère et de fantasme, mais cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas les approcher de manière scientifique. Voyageons donc ensemble aux frontières de la réalité telle que nous la connaissons. 

Des chercheurs espèrent pouvoir dénicher quelques spécimens de ce qu'ils ont baptisés des trous noirs « hiérarchiques ». Grâce à de récentes découvertes théoriques, quelques modélisations et surtout, de nouvelles données sur les ondes gravitationnelles.

« La collaboration Ligo et Virgo a déjà mis à jour plus de 50 événements d'ondes gravitationnelles. Dans les prochaines années, il y en aura des milliers d'autres. Autant d'occasions de découvrir ou de confirmer l'existence d'objets étonnants », explique Maya Fishbach, chercheur à l'université de Northwestern (États-Unis) dans un communiqué de l’université de Birmingham (Royaume-Uni). La chasse est donc bel et bien ouverte !

La chasse à quoi ? La chasse à ce que les astrophysiciens ont baptisés les trous noirs « hiérarchiques ». Ce sont de drôle de spécimens. Les résultats de plusieurs étapes de fusions. Des trous noirs qui ont attiré récemment l'attention des chercheurs. Car certains des signaux détectés par Ligo et Virgo défiaient leurs prévisions. Ils montraient en effet des trous noirs issus d'une fusion entre deux objets de masses très différentes.

Les chercheurs pensent que certains trous noirs subissent des fusions en cascade pour former finalement ce qu’ils appellent des trous noirs « hiérarchiques ». © dani3315, Adobe Stock

Des fusions de trous noirs en cascade

Pour expliquer ce phénomène, les astrophysiciens ont supposé que l'un des trous noirs impliqués dans l'événement de fusion devait lui-même déjà être le résultat d'une précédente fusion de trous noirs. « Nous pensons que la plupart des ondes gravitationnelles détectées jusqu'à présent sont le résultat de la collision de trous noirs de première génération, précise Davide Gerosa, astronome à l'université de Birmingham. Mais nous estimons qu'il y a de fortes chances que d'autres contiennent les vestiges de fusions précédentes. Ces événements auront des signatures d'ondes gravitationnelles distinctives suggérant des masses plus élevées et une rotation inhabituelle causée par la collision parentale ».

Comprendre les caractéristiques de l'environnement dans lequel de tels objets pourraient être produits aidera également à affiner la recherche. Sans doute un environnement avec un grand nombre de trous noirs et suffisamment dense pour les retenir après leur fusion, afin qu'ils puissent fusionner encore. Pour l'heure, l'événement GW190521, détecté en 2019, semble le candidat le plus prometteur.

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