Les astronomes de la collaboration LIGO ont récemment annoncé une découverte majeure dans le domaine de l’astrophysique : une fusion de trous noirs, qui a donné naissance à un trou noir exceptionnellement massif, dépassant 225 fois la masse du Soleil. Cette détection, nommée GW231123, remet en question les modèles actuels d’évolution stellaire.
Les ondes gravitationnelles et leur découverte
Les ondes gravitationnelles, ces perturbations dans l’espace-temps provoquées par des événements cosmiques violents, se déplacent à la vitesse de la lumière. Bien que des événements moins violents créent de légers ondulations, certains de ces événements extrêmes génèrent des vagues puissantes capables d’être détectées sur Terre.
LIGO, l’Observatoire des ondes gravitationnelles par interférométrie laser, a fait un pas historique en 2015, devenant le premier à détecter ces ondes. Depuis, la collaboration, qui inclut des équipes de LIGO, Virgo et KAGRA, a observé de nombreux signaux, notamment ceux provenant de neutrons, de supernovas, et environ 300 fusions de trous noirs.
La fusion de GW231123
Observée pour la première fois le 23 novembre 2023, GW231123 implique deux trous noirs massifs, ayant respectivement 137 et 103 fois la masse du Soleil. Malgré leur masse combinée énorme, ces trous noirs ont réussi à s’unir, tournant à 400 000 fois la vitesse de rotation de la Terre pour former un trou noir encore plus grand. À titre de comparaison, le précédent record pour une fusion de ce type était de 140 fois la masse du Soleil.
La nature chaotique des environnements des trous noirs rend cette fusion particulièrement intrigante, car elle a été suffisamment stable pour que les ondes gravitationnelles générées atteignent les détecteurs de LIGO, qui ont enregistré ces signaux durant 0,1 seconde. Mark Hannam, membre de LIGO et physicien à l’Université de Cardiff, a souligné que ces événements paraissaient « interdits » selon les modèles d’évolution standard.
Les implications et les prochaines étapes
Les chercheurs envisagent que les deux trous noirs de cette paire pourraient avoir été formés par des fusions antérieures de trous noirs plus petits. Gregorio Carullo, également membre de LIGO et physicien à l’Université de Birmingham, a précisé que même si la fusion de trous noirs semble être l’explication la plus probable, des scénarios plus complexes pourraient expliquer les caractéristiques inattendues de GW231123.
Les résultats concernant GW231123 seront présentés lors de la 24e Conférence internationale sur la relativité générale et la gravitation, ainsi que lors de la 16e Conférence Edoardo Amaldi sur les ondes gravitationnelles, qui se tiendra à Glasgow, au Royaume-Uni. Les données seront ensuite ouvertes à l’examen public, lançant une course pour percer le mystère de GW231123.
L’avenir des recherches sur les ondes gravitationnelles
Les ondes gravitationnelles, dont l’idée remonte à la fin du 19ème siècle, ont été popularisées par Albert Einstein. En tant que méthode d’observation unique qui ne nécessite pas de lumière pour « voir » les phénomènes cosmiques, elles offrent une opportunité inestimable pour que l’humanité explore de nombreux mystères, des trous noirs aux étoiles anciennes, et même à la matière noire. Les temps à venir s’annoncent passionnants pour les astrophysiciens et les passionnés de l’univers.