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).
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