De nouvelles informations glanées à partir des observations d'ondes gravitationnelles aident les scientifiques à comprendre ce qui se passe lorsque des étoiles massives meurent et se transforment en trous noirs.

Le chercheur du Rochester Institute of Technology Richard O'Shaughnessy et ses collaborateurs ont réanalysé la fusion des trous noirs détectés par LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) le 26 décembre. 2016.

"En utilisant essentiellement la physique des étudiants de première année, nous avons tiré de nouvelles informations sur les événements les plus violents de l'univers, " dit O'Shaughnessy, professeur agrégé à l'École des sciences mathématiques du RIT. Il est également chercheur au Center for Computational Relativity and Gravitation du RIT et membre de la LIGO Scientific Collaboration.

O'Shaughnessy a présenté ses résultats de recherche lors de la réunion de l'American Astronomical Society le 5 juin à Austin, Texas. Lettres d'examen physique a accepté un article co-écrit par O'Shaughnessy, Davide Gerosa de Caltech et Daniel Wysocki de RIT.

La collaboration scientifique LIGO a cité les recherches d'O'Shaughnessy dans l'article annonçant sa troisième découverte d'ondes gravitationnelles publiée dans Lettres d'examen physique le 1er juin.

L'étude actuelle a réanalysé les trous noirs binaires, connu sous le nom de GW151226. C'est la seule fois où LIGO a signalé que des trous noirs binaires devaient tourner, dit O'Shaughnessy. Les mesures précédentes de LIGO suggéraient que la plus grande masse tournait autour de l'autre à un angle légèrement incliné.

O'Shaughnessy et son équipe relient le désalignement du trou noir au moment où il s'est formé à la suite de la mort d'une étoile massive. La force de l'explosion stellaire et de l'effondrement a expulsé le trou noir nouveau-né avec un "coup de pied natal, " provoquant ce désalignement, suggèrent les auteurs.

On pense que les coups de pied nataux se produisent lors de la formation d'étoiles à neutrons, qui sont créés à partir de la mort d'étoiles moins massives que les ancêtres des sources de LIGO. L'équipe d'O'Shaughnessy suggère que ce phénomène pourrait également s'appliquer aux trous noirs binaires, qui gravitent les unes autour des autres.

"Mes collaborateurs et moi avons essayé de contraindre la force de ces coups natals sur la base de l'observation de LIGO, " dit O'Shaughnessy. " S'il se forme à partir de paires d'étoiles isolées, nous concluons que de forts coups de pied natals de trous noirs étaient nécessaires. C'est un défi passionnant pour les modèles de la façon dont les étoiles massives explosent et s'effondrent."

Gerosa ajoute, "Notre étude corrobore des années de preuves provisoires mais suggestives que les trous noirs pourraient avoir reçu ces coups de pied. Et avec une seule des observations de LIGO, nous avons appris quelque chose sur la façon dont une étoile a explosé il y a des milliards d'années. C'est la promesse de l'astronomie des ondes gravitationnelles en action."