Des ondes gravitationnelles peuvent être produites au cœur de la galaxie, dit une nouvelle étude dirigée par Ph.D. étudiant Joseph Fernandez à l'Université John Moores de Liverpool. Il expose le travail dans une présentation le 3 avril à la Semaine européenne de l'astronomie et des sciences spatiales à Liverpool.

Les ondes gravitationnelles sont de petites ondulations dans l'espace-temps qui se propagent dans tout l'univers. Quand il y a un changement de pression atmosphérique sur Terre, ce changement se déplace vers l'extérieur sous la forme d'ondes sonores. De manière analogue, lorsque des paires d'objets compacts comme des trous noirs ou des étoiles à neutrons forment des binaires et tournent les uns autour des autres, le champ gravitationnel autour d'eux change, produisant des ondes de gravité qui se déplacent également vers l'extérieur.

Ce phénomène a été prédit par Albert Einstein en 1915. L'amplitude de ces ondulations était si petite qu'Einstein pensait qu'elles ne seraient jamais détectées. Cependant, en 2015, un siècle après avoir fait la prédiction, des ondes de gravité ont été observées directement pour la première fois

Ceux-ci provenaient d'une paire de trous noirs de masse stellaire (environ 30 fois la masse du soleil chacun), qui sont tombés ensemble, et finalement fusionné.

Depuis, quatre autres observations confirmées d'ondes de gravité ont été signalées comme provenant de ces systèmes, et avec les améliorations LIGO et VIRGO actuellement en cours, nous nous attendons à en voir beaucoup plus dans un avenir proche.

Ces observations montrent que les fusions de trous noirs sont monnaie courante dans l'univers. Cependant, les chercheurs ne savent toujours pas comment se forment ce type de systèmes binaires. En effet, ils doivent être sur des orbites très proches ou très excentriques pour s'effondrer de telle sorte que les ondes de gravité soient observables.

Fernandez et ses collègues, dont un autre doctorat. étudiant Brown, ont montré que les orbites des binaires peuvent être modifiées par le trou noir qui se trouve au centre de la plupart des galaxies, y compris le nôtre.

Un trou noir massif entraîne des champs gravitationnels très intenses et une physique extrême. Si un binaire compact devait en rencontrer un de près, puis, dans la plupart des cas, il serait perturbé et ses trous noirs ou étoiles composants seraient séparés.

Cependant, ce n'est pas toujours le cas.

Les binaires peuvent émerger de la rencontre de marée sans interruption sous certaines conditions, avec leurs orbites subissant de graves modifications. En utilisant des simulations de Monte Carlo, Fernandez a montré que les systèmes binaires de trous noirs survivants peuvent devenir étroits et excentriques, réduire le temps de fusion de plus d'un facteur 100 dans 10 pour cent des cas.

Cela pourrait être suffisant pour forcer les binaires qui ne fusionneraient pas au cours de la vie de l'univers à le faire plus tôt, conduisant à des ondes gravitationnelles observables.

Ce processus peut également retourner le plan orbital du système binaire, faire orbiter les trous noirs dans la direction opposée à leurs conditions initiales. Cela peut conduire à des valeurs de spin efficaces négatives, qui pourrait être utilisé pour distinguer ce mécanisme des autres.