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    Preuve numérique de la fusion des MOTS à l'intérieur d'un trou noir binaire

    Le croquis initial décrivant l'idée derrière l'étude, réalisé par Erik Schnetter.

    Chercheurs de l'Institut Max Planck de physique gravitationnelle, Le Rochester Institute of Technology et le Perimeter Institute for Theoretical Physics ont récemment rassemblé des preuves numériques solides d'un nouveau phénomène qui se déroule à l'intérieur des trous noirs binaires. Dans leur étude, Publié dans Lettres d'examen physique , ils ont collecté des observations qui pourraient offrir de nouvelles perspectives passionnantes sur la fusion de surfaces piégées marginalement externes (MOTS) dans un trou noir binaire (BBH), un système composé de deux trous noirs en orbite rapprochée l'un autour de l'autre.

    "C'est un fait sous-estimé que les horizons des événements ne sont pas vraiment très utiles pour étudier les propriétés astrophysiques des fusions de trous noirs, ", ont déclaré les chercheurs à Phys.org par courrier électronique. "Ce qui est beaucoup plus utile, ce sont les surfaces qui portent le nom ennuyeux de surfaces piégées marginalement extérieures (surfaces marginales ou MOTS en abrégé). Ce nom inintéressant cache leur importance dans la compréhension des trous noirs."

    Au cours des 15 à 20 dernières années, deux des auteurs du récent article, Badri Krishnan et Erik Schnetter, ont développé des façons d'utiliser les surfaces marginales pour calculer, entre autres, masse du trou noir et moment angulaire. Malgré leurs réalisations dans ce domaine, ils ont été incapables de répondre à une question clé :les MOTS fusionnent-ils dans une coalescence BBH, et si oui, comment, exactement?

    Les chercheurs ont souhaité en savoir plus sur cette fusion, ainsi que de dévoiler toutes les caractéristiques topologiques intéressantes qui pourraient y être cachées. Daniel Pook-Kolb, un autre auteur de l'article et un doctorat. étudiant à l'Institut Max Planck, a donc décidé d'approfondir ce sujet dans sa thèse.

    « Pour comprendre la fusion, nous devons localiser des surfaces marginales très fortement déformées, une tâche numériquement difficile qui a vaincu toutes les études précédentes, ", ont déclaré les chercheurs. "Nous avons développé une nouvelle technique numérique pour cette tâche et nous nous sommes rapprochés de plus en plus du point de fusion. Toujours, même nos méthodes ne fonctionnent pas extrêmement près de la fusion, où les surfaces avec des cuspides apparaissent."

    Comme les chercheurs n'ont pas pu obtenir les informations qu'ils recherchaient dans leurs études précédentes, ils ont continué à chercher différentes voies pour enquêter sur la fusion des MOTS dans un système BBH. Finalement, Schnetter a eu une nouvelle idée pour aborder ce sujet, ce qui impliquait de rechercher des surfaces avec des boucles sécantes.

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