La fusion de trous noirs binaires la plus massive. Ce graphique montre une image fixe d'une simulation de relativité numérique compatible avec GW190521. Les ondulations illustrent la courbure de l'espace-temps et les ondes gravitationnelles produites par la paire de trous noirs en fusion. La partie inférieure montre le signal des ondes gravitationnelles en fonction du temps. La gauche montre des représentations des horizons d'événements de trous noirs pour GW190521 et d'autres binaires de trous noirs massifs détectés par LIGO/Virgo. (Crédit :D. Ferguson, K. Jani, D. Cordonnier, P. Laguna, Géorgie Tech, Collaboration MAYA).
En septembre 2020, la collaboration LIGO/Vierge, une grande équipe de scientifiques travaillant dans différentes universités du monde entier, ont annoncé avoir détecté le signal binaire d'ondes gravitationnelles le plus massif observé à ce jour, qu'ils ont appelé GW190521. Dans un article publié en Lettres d'examen physique , ils ont exploré l'hypothèse que ce signal a été produit par la fusion de deux trous noirs, avec au moins la masse du composant primaire dans l'écart de masse prédit par la théorie de la supernova à instabilité des paires.
Chercheurs à l'Université de Genève, Technion, L'Université de Sapienza et l'INFN ont récemment examiné plus avant les données LIGO/Virgo et exploré une explication alternative à l'événement GW190521. Dans leur papier, également publié dans Lettres d'examen physique , ils ont spécifiquement envisagé la possibilité que l'événement GW190521 puisse être associé à des trous noirs primordiaux, ceux produits dans l'univers primitif.
"Notre article est né de l'observation par la collaboration LIGO/Virgo de l'événement dit GW190521, la fusion de deux trous noirs, " Antonio Riotto, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, dit Phys.org. "Le trou noir le plus massif s'avère être dans le soi-disant écart de masse, C'est, dans une gamme de masses où les arguments astrophysiques sont insuffisants pour expliquer la nature astrophysique d'un tel trou noir. Notre objectif principal était de comprendre si l'événement pouvait avoir une explication dans le scénario primordial du trou noir, c'est à dire., par ces trous noirs qui sont générés dans l'univers primitif et dont les masses peuvent tomber dans l'écart de masse sans aucun problème."
Pour examiner la possibilité qu'un signal soit associé au scénario dit de trou noir primordial, on peut calculer la vitesse à laquelle deux trous noirs d'origine primordiale fusionnent (c'est-à-dire, leur taux de fusion) pour produire un signal d'onde gravitationnelle. Ensuite, les chercheurs doivent comparer cette prédiction au taux de fusion qui serait nécessaire pour expliquer le signal observé.
" Faire correspondre une telle prédiction au taux observé nécessaire pour expliquer l'événement GW190521, nous avons trouvé les paramètres du scénario [qui étaient] nécessaires et vérifié s'ils échappaient aux contraintes actuelles d'autres expérimentations, par exemple., ceux des contraintes du fond diffus cosmologique (CMB), " dit Riotto. " En effet, il s'avère que l'événement GW190521 peut être expliqué par notre hypothèse de trou noir primordiale initiale."
Riotto et ses collègues ont démontré que l'événement GW190521 observé par la collaboration LIGO/Virgo pouvait s'expliquer théoriquement par la fusion de trous noirs primordiaux. À l'avenir, leurs travaux pourraient ainsi éclairer d'autres études visant à confirmer l'existence de trous noirs primordiaux. Pendant ce temps, les chercheurs prévoient d'explorer la possibilité que d'autres événements détectés par la collaboration LIGO/Virgo proviennent de trous noirs primordiaux.
"Dans le cadre de l'effort en cours pour établir l'existence de trous noirs primordiaux en utilisant les données d'ondes gravitationnelles actuelles et futures, nous avons organisé un atelier réunissant des scientifiques étudiant les trous noirs des communautés primordiale et astrophysique, ainsi que les membres de la collaboration LIGO/Virgo, dans le but de créer des synergies entre experts de différents domaines, " Gabriele Franciolini, un autre chercheur impliqué dans l'étude, dit Phys.org. "Avec plus de 300 participants, la grande participation prouve l'intérêt généralisé de la communauté scientifique pour cette ligne de recherche passionnante."
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