Les scientifiques de LIGO disent avoir découvert des ondes gravitationnelles provenant d'une autre fusion de trous noirs, et c'est le plus petit qu'ils aient jamais vu.

Les résultats, soumis à la Lettres de revues astrophysiques , pourrait faire la lumière sur la diversité de la population de trous noirs - et pourrait aider les scientifiques à comprendre pourquoi les trous noirs plus grands semblent se comporter différemment des plus petits.

« Sa masse le rend très intéressant, " a déclaré Salvatore Vitale, analyste de données et théoricien au LIGO Lab du Massachusetts Institute of Technology. La découverte, il ajouta, "commence vraiment à peupler davantage cette région de faible masse qui (jusqu'à présent) était assez vide."

Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans le tissu de l'espace-temps qui sont causées par l'accélération ou la décélération d'objets.

Ils sont extrêmement difficiles à détecter, mais mérite d'être recherché car ils nous permettent d'étudier directement des phénomènes cosmiques extrêmement puissants - y compris les trous noirs, qui ne peut pas être vu par des moyens conventionnels car aucune lumière ne peut s'échapper de l'horizon des événements.

L'observatoire des ondes gravitationnelles par interféromètre laser, ou LIGO, peut trouver des binaires de trous noirs - une paire de trous noirs liés par la gravité - lorsqu'ils tournent l'un vers l'autre et fusionnent violemment en un seul trou noir.

LIGO se compose de deux détecteurs en forme de L avec des bras de 2,5 milles de long, un à Hanford, Lavage., et l'autre à Livingston, La.

Lorsqu'une onde gravitationnelle traverse les détecteurs, serrant un bras et étirant l'autre, un système finement réglé de lasers et de miroirs à l'intérieur des bras peut capter ces distorsions infinitésimales.

Depuis la découverte de sa première fusion de trous noirs en septembre 2015, LIGO a annoncé la découverte de plusieurs autres fusions de trous noirs, ainsi qu'une fusion de deux étoiles à neutrons - dont certaines ont également été détectées par le détecteur européen Virgo.

Le trou noir smashup GW170608 a été détecté le 7 juin.

Les détecteurs ont mesuré un signal provenant de la collision violente de deux trous noirs plus petits, environ sept et douze fois la masse du soleil, assis à environ un milliard d'années-lumière. La fusion a laissé un trou noir avec 18 masses solaires; la masse solaire restante a été convertie en ondes gravitationnelles.

Cet événement était assez petit par rapport à la plupart des découvertes de fusion de trous noirs par LIGO (par exemple, la première paire en septembre 2015 pesait environ 36 et 29 soleils, respectivement). Le plus petit suivant a été trouvé en décembre 2015, avec des masses de trous noirs de 7,5 et 14,2 soleils, respectivement.

Comme le trouve la plus faible masse du trou noir de LIGO, La paire légère de GW170608 appartient à la même classe que les trous noirs que les astronomes ont découverts indirectement via les rayons X et d'autres rayonnements à haute énergie.

Ces rayons X viennent de l'extérieur d'un trou noir, alors que tout le matériau de son disque d'accrétion tourne, frotte contre d'autres matériaux et chauffe, émettant un rayonnement de haute énergie dans le processus. Ce matériau dans le disque est extrait d'une étoile compagne qui est verrouillée gravitationnellement dans une paire binaire avec le trou noir.

Mais les astronomes n'ont vraiment repéré que des rayons X provenant de trous noirs de masse inférieure, pas les plus massives telles que celles que LIGO trouve.

Pourquoi n'a-t-on pas découvert de plus gros trous noirs produisant des rayons X ? C'est un mystère que les chercheurs n'ont pas encore élucidé, dit Vitale. Mais GW170608 pourrait aider à combler cet écart.

LIGO devrait commencer sa prochaine campagne d'observation fin 2018, et comme il trouve plus de fusions de trous noirs, les scientifiques commenceront à être en mesure de les traiter en tant que population et d'étudier leur démographie pour approfondir ces questions.

Mais Vitale a dit qu'il espérait aussi voir quelque chose de nouveau, au-delà des fusions de trous noirs et des fusions d'étoiles à neutrons.

"J'adorerais trouver un trou noir et une étoile à neutrons, " il a dit.

Une telle fusion hybride permettrait aux scientifiques d'étudier les ondes gravitationnelles mais produirait également de la lumière que les astronomes pourraient étudier avec des télescopes plus conventionnels.

« Si on voit ça, " il ajouta, "nous apprendrons beaucoup."

©2017 Los Angeles Times
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