16 juin 2016

 

Ondes gravitationnelles : et de deux !

 
Trois mois après l'annonce de la première détection d'ondes gravitationnelles, les scientifiques rééditent leur exploit par une nouvelle observation, de nouveau provoquée par la coalescence de deux trous noirs.

Le nouvel évènement, qui vient d'être confirmé, a été enregistré par les détecteurs Advanced LIGO (aux Etats-Unis) et Advanced Virgo (en Italie) le 26 décembre dernier. Et cette fois encore, il provient de la fusion de deux trous noirs, un phénomène appelé coalescence. Une nouvelle observation qui semble confirmer que ce type d'évènement cataclysmique est relativement fréquent dans l'Univers et augure d'autres détections à partir de fin 2016, lorsque les détecteurs redémarreront, après des travaux d'amélioration.

De quoi en apprendre davantage sur les couples de trous noirs, ces astres si compacts que ni lumière, ni matière ne peuvent s'en échapper. Cette découverte, réalisée par une collaboration internationale comprenant des équipes du CNRS, a été annoncée ce 15 juin 2016 pendant la conférence de l'American Astronomical Society, à San Diego.

Les trous noirs sont le stade ultime de l'évolution des étoiles les plus massives, et il arrive que certains évoluent en couple. Ils orbitent alors l'un autour de l'autre et se rapprochent lentement en perdant de l'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles, jusqu'à un point où le phénomène s'accélère brusquement ; ils finissent alors par fusionner en un trou noir unique. C'est ce tourbillon final qui a été observé le 26 décembre 2015, permettant de déduire que la masse des trous noirs était 8 et 14 fois celle du Soleil (contre 29 et 36 pour la première détection, du 14 septembre 2015).
Comme les trous noirs étaient plus légers, leur rapprochement a été moins rapide (le signal dure environ une seconde, contre 0,2 seconde pour le précédent). Le nombre d'orbites observées avant la fusion est donc beaucoup plus important que lors de la première observation, ce qui permet de tester de manière différente et complémentaire la théorie de la relativité générale élaborée par Albert Einstein.

Cet événement s'est produit à environ 1,4 milliard d'années-lumière de la Terre ; autrement dit, les ondes gravitationnelles se sont propagées dans l'espace pendant 1,4 milliard d'années avant d'être décelées par les deux détecteurs d'Advanced LIGO, situés en Louisiane et dans l'État de Washington (États-Unis).

Un troisième évènement ?

Ce deuxième évènement confirme aussi que les couples de trous noirs sont relativement abondants. L'analyse complète des données collectées par les détecteurs LIGO entre septembre 2015 et janvier 2016 laisse d'ailleurs penser qu'un troisième événement de ce type a pu être observé, le 12 octobre, avec cependant un moindre degré de certitude.

Jean Etienne

Source principale :

LIGO Bags Another Black Hole Merger (Physical Review Letters 116, 241103 / 15 juin 2016).

Pour aller plus loin, sur notre site :

>>>  Première observation directe d'ondes gravitationnelles (12 février 2016).
>>>  Les deux trous noirs à l'origine d'ondes gravitationnelles auraient pu se trouver à l'intérieur d'une étoile gigantesque (19 février 2016).
>>>  Ondes gravitationnelles : la Chine lance ses propres programmes de recherche (1er mars 2016).
 

 

 
Le flux d'ondes gravitationnelles observé a été produit par la fusion de deux trous noirs, respectivement de 8 et 14 fois la masse du Soleil, à une distance de 1,4 milliards d'années-lumière.
 

 

 
 
 

Retour

Commentez cet article dans le forum