💫 La danse ovale d'un trou noir et d'une étoile à neutrons

Comment les trous noirs et les étoiles à neutrons se rapprochent-ils avant de fusionner ? Leurs orbites étaient jusqu'ici supposées circulaires, avec un rapprochement en spiral avant le contact final. Une observation récente remet en cause nos connaissances, et cela change tout, y compris sur la masse de l'objet résultant de la fusion.

Cette percée est le fruit de l'analyse des ondes gravitationnelles captées par des instruments comme LIGO et Virgo. Le signal, baptisé GW200105, provient d'une fusion survenue à environ 910 millions d'années-lumière, impliquant un trou noir et une étoile à neutrons.


Pour examiner les orbites avant la fusion, une équipe a utilisé un modèle développé à l'Université de Birmingham. Les chercheurs se sont penchés sur les oscillations, ou "précession", et ont constaté leur absence, ce qui trahit une trajectoire ovale plutôt que circulaire. La forme elliptique de l'orbite indique que le système n'a pas évolué de manière isolée. Les scientifiques estiment qu'il a été influencé par d'autres étoiles ou un troisième objet, ce qui modifie les scénarios de formation de ces paires.

En partant du principe initial d'orbites circulaires, la masse du trou noir résultant de la fusion était estimée à environ 9 masses solaires. Les nouveaux calculs, fondés sur l'orbite ovale, dévoilent une masse plus élevée, autour de 13 masses solaires.

Publiés dans The Astrophysical Journal Letters, ces résultats décrivent plusieurs voies possibles pour la formation de ces systèmes binaires. Prochainement, de nouvelles détections d'ondes gravitationnelles pourront confirmer ces modèles. Les chercheurs espèrent en apprendre davantage sur les conditions de naissance de ces paires extrêmes, ouvrant la voie à une astronomie plus précise et dynamique.