[News] Ondes gravitationnelles: et de deux !

[Adrien]

Joli cadeau de Noël pour les scientifiques des collaborations LIGO et Virgo : le 26 décembre 2015, les détecteurs Advanced LIGO ont enregistré un nouveau signal d'ondes gravitationnelles, trois mois après la première détection (1). Cette fois encore, le signal – une infime déformation de l'espace-temps – provient de la « valse » finale de deux trous noirs qui finissent par fusionner, un phénomène appelé coalescence. Cette deuxième observation confirme que ce type d'événements...

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[cisou9]

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sont-ils issus d'un couple d'étoiles ayant chacune évolué en trou noir ou un trou noir est-il capturé par l'autre ?

Ça c'est l'histoire de l’œuf ou la poule.
Car le tout premier trou noir a du être fait à partir d'étoiles_!! ____ ____

[kace]

Origine des trous noirs :
- les plus fréquents (de l'ordre du milliard par galaxie) : issus de l'effondrement d'étoiles, de diverses façons
* explosions de grosses étoiles en fin de vie avec effondrement direct du coeur, trop lourd pour former une étoile à neutrons
* effondrement a posteriori de pulsars, par fusion entre 2 pulsars qui passent donc la masse critique (~3 masses solaires), ou par alimentation d'un pulsar en matière (typiquement en gaz au sein d'un coupe stellaire) et qui dépasse la masse critique
- les plus gros, les trous noirs supermassifs (qui sont au centre des galaxies et pèsent typiquement plus de 1 million de fois la masse du Soleil) : on n'est pas sûr de la façon dont ils se sont formés, probablement par effondrement direct d'un grand nuage de gaz primordial peu après le big bang (une centaine / plusieurs centaines de millions d'années après ?), pour former des trous noirs de plusieurs milliers de masses solaires, et qui ont ensuite grossit au cours du temps pour former les monstres actuels. A moins que ce ne soient aussi des trous noirs stellaires qui auraient grossit à grande vitesse ? Peut-être, mais on ne comprend pas comment c'est physiquement possible (quand un trou noir absorbe de la matière, il brille énormément et devient un quasar : cette émission de lumière repousse la matière qui tombe sur le trou noir, et ralentit son grossissement. Du coup, en faisant les calculs, les trous nois supermassifs n'ont pas eu assez de temps pour se former, ou alors on n'a pas compris qqch ; -)
- les hypothétiques trous noirs primordiaux : formés dans la 1ère seconde après le big bang, et qui pourraient avoir des masses à peu près quelconques (on ne maîtrise pas la physique à cette période, donc on ne peut pas prédire grand chose ...) : potentiellement très léger (masse de la Terre, voire moins) ou déjà "assez lourds" (et ce seraient peut être les ébauches des trous noirs supermassifs vus juste au-dessus)
Bref, on va pouvoir faire un recensement beaucoup plus précis des trous noirs dans les mois et années qui viennent, et on y verra donc beaucoup plus clair (sur les trous noirs ; -) !

[JNem19]

En fait la technique est surtout intéressante pour clarifier les débuts de notre univers, car la limite haute du nombre de trous noirs "stellaires" est divulguée par l'abondance en éléments lourds issus de la nucléosynthèse des étoiles précurseuses. La vraie énigme est le nombre de trous noirs issus de l'effondrement de nuages de gaz qui eux génèrent de la matière "sombre" sans laisser d'autres indices que leur masse.
En ce sens la première détection était bien plus prometteuse que celle-ci.

Edit: Les trous noirs engendrés après la nucléosynthèse primordiales sont de la matière "ordinaire" par définition. La teneur en hélium et lithium signe la quantité de cette matière. Mais pour que l'hydrogène fusionne en hélium il fallait les conditions propices à la formation de trous noir avant que les pourcentages se figent. Ceux-là seraient de la matière dite "sombre".