Le “drame chaotique” qui explique comment les trous noirs se forment et fusionnent a été révélé par une nouvelle recherche.
Les résultats de cette recherche aident à expliquer un mystère qui a troublé les scientifiques pendant des années, et pourraient expliquer le comportement des trous noirs.
Les scientifiques restent mystifiés par les trous noirs, qui sont difficiles à étudier en grande partie parce qu’ils n’émettent aucune lumière – la principale façon dont nous sommes en mesure d’explorer notre univers. En 2015, cependant, l’observatoire d’ondes gravitationnelles de l’interféromètre laser ou LIGO a détecté des ondes gravitationnelles provenant de la fusion de deux trous noirs, offrant enfin une nouvelle façon de voir ces objets énigmatiques.
Mais d’autres recherches utilisant ces ondes gravitationnelles ont soulevé des questions ainsi que des réponses. En 2019, les chercheurs ont repéré un événement connu sous le nom de GW190521, qui ne semblait pas se comporter comme prévu.
“L’événement d’ondes gravitationnelles GW190521 est la découverte la plus surprenante à ce jour. La masse et la rotation des trous noirs étaient déjà surprenantes, mais ce qui l’était encore plus, c’est qu’ils semblaient ne pas avoir d’orbite circulaire avant la fusion”, a déclaré le co-auteur Imre Bartos, de l’université de Floride.
Cela suggère qu’il est relativement courant que les trous noirs se déplacent les uns autour des autres de cette manière non circulaire. Mais les scientifiques ne savaient pas comment ces fusions excentriques se produisaient réellement.
L’une des suggestions était que, au milieu des galaxies, ces trous noirs qui fusionnent pourraient ne pas être les seuls de leur genre. Ils sont si nombreux que les mouvements chaotiques rendent impossible une orbite circulaire nette.
“Dans ces environnements, la vitesse et la densité typiques des trous noirs sont si élevées que les trous noirs plus petits rebondissent comme dans un jeu de billard géant et que les binaires circulaires larges ne peuvent exister”, a déclaré le co-auteur Bence Kocsis de l’Université d’Oxford.
Le problème est peut-être que les scientifiques pensaient en trois dimensions, comme c’est généralement le cas pour les autres systèmes planétaires. Mais la percée s’est produite lorsqu’ils ont commencé à considérer les mouvements des trous noirs en deux dimensions – comme s’ils se produisaient sur une table plate – et ont constaté que le comportement étrange était en fait plus logique.
Cette découverte n’explique pas seulement le jeu de billard bizarre et chaotique qui se produit lorsque les trous noirs fusionnent. Elle pourrait également offrir un autre moyen d’étudier ces trous noirs eux-mêmes.
“Nous avons maintenant montré qu’il peut y avoir une énorme différence dans les signaux émis par les trous noirs qui fusionnent dans des disques plats, bidimensionnels, par rapport à ceux que nous considérons souvent dans des systèmes stellaires tridimensionnels, ce qui nous dit que nous avons maintenant un outil supplémentaire que nous pouvons utiliser pour apprendre comment les trous noirs sont créés et fusionnent dans notre Univers”, a déclaré Johan Samsing de l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague, qui est l’auteur principal de l’article.
Un article décrivant les résultats, ‘AGN as potential factories for eccentric black hole mergers’, est publié dans Nature aujourd’hui.
