Une équipe internationale de scientifiques a identifié un deuxième événement d’ondes gravitationnelles dans les données des détecteurs jumeaux de l’Observatoire d’ondes gravitationnelles à interféromètre laser (LIGO).
Cette image représente deux trous noirs quelques instants avant qu’ils n’entrent en collision et ne fusionnent l’un avec l’autre, libérant de l’énergie sous forme d’ondes gravitationnelles. Crédit image : S. Ossokine, A. Buonanno, T. Dietrich et R. Haas, Institut Max Planck de physique gravitationnelle / Projet Simulating eXtreme Spacetime.
Les ondes gravitationnelles sont des “ondulations” de l’espace-temps produites par certains des événements les plus violents du cosmos.
Elles sont porteuses d’informations uniques sur les origines de l’Univers et leur étude devrait permettre de mieux comprendre l’évolution des trous noirs, des étoiles, des supernovae et des sursauts gamma.
Cependant, ils interagissent très faiblement avec les particules et nécessitent un équipement incroyablement sensible pour les détecter.
Les physiciens de la Collaboration scientifique LIGO (LSC) et de la Collaboration Virgo utilisent une technique appelée interférométrie laser.
La première détection par LIGO d’ondes gravitationnelles et d’une paire de trous noirs en collision a eu lieu le 14 septembre 2015.
Le 25 décembre 2015, à 22 h 38 EST (19 h 38 PST), les scientifiques ont observé des ondes gravitationnelles pour la deuxième fois.
L’événement d’ondes gravitationnelles, nommé GW151226, a été détecté par les deux détecteurs jumeaux LIGO, situés à Livingston, en Louisiane, et à Hanford, dans l’État de Washington.
“Nous rapportons l’observation d’un signal d’onde gravitationnelle produit par la coalescence de deux trous noirs de masse stellaire”, ont déclaré les scientifiques.
“Le signal, GW151226, a été observé par les détecteurs jumeaux de l’Observatoire d’ondes gravitationnelles à interféromètre laser (LIGO) le 26 décembre 2015 à 03:38:53 GMT. Le signal a été initialement identifié dans les 70 s par une recherche en ligne par filtre apparié ciblant les coalescences binaires.”
L’équipe a conclu que ces ondes gravitationnelles ont été produites pendant les derniers moments de la fusion de deux trous noirs – 14 et 8 fois la masse du Soleil – pour produire un seul trou noir tournant plus massif de 21 masses solaires.
En comparaison, les trous noirs détectés le 14 septembre étaient de 36 et 29 fois la masse du Soleil, fusionnant en un trou noir de 62 masses solaires.
“Il est très significatif que ces trous noirs étaient beaucoup moins massifs que ceux de la première détection”, a déclaré le professeur Gabriela Gonzalez, scientifique de l’université d’État de Louisiane et porte-parole de la collaboration scientifique LIGO.
“En raison de leur masse plus légère, ils ont passé plus de temps – environ une seconde – dans la bande sensible des détecteurs. C’est un début prometteur pour cartographier les populations de trous noirs dans notre Univers.”
Lors de la fusion, qui s’est produite il y a environ 1,4 milliard d’années, une quantité d’énergie à peu près équivalente à la masse du Soleil a été convertie en ondes gravitationnelles.
Le signal GW151226 provient des 27 dernières orbites des trous noirs avant leur fusion.
“GW151226 correspond parfaitement à nos prédictions théoriques sur la façon dont deux trous noirs se déplacent l’un autour de l’autre pendant plusieurs dizaines d’orbites et finissent par fusionner”, a déclaré le professeur Alessandra Buonanno, chercheur principal du LSC et physicien à l’Université du Maryland.
“De manière remarquable, nous avons également pu déduire qu’au moins un des deux trous noirs de la binaire était en rotation”.
En se basant sur le temps d’arrivée des signaux – le détecteur de Livingston mesurant les ondes 1,1 milliseconde avant le détecteur de Hanford – la position de la source dans le ciel peut être grossièrement déterminée.
La découverte est rapportée dans le journal Physical Review Letters.
