octobre 25, 2021

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SCIENCE ET ASTRONOMIE: Quand un trou noir dévore une étoile à neutrons VIDÉO.

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Le tout au pluriel magazine via www le point.fr

Quand un trou noir dévore une étoile à neutrons
VIDÉO. Les ondes gravitationnelles ont permis la première détection d’une fusion mixte impliquant les deux types d’astres les plus denses de l’Univers.
Vue d’artiste d’une fusion entre un trou noir et une etoile a neutrons.
Vue d’artiste d’une fusion entre un trou noir et une étoile à neutrons.

© Carl Knox, OzGrav / Swinburne University

Par Chloé Durand-Parenti
Le point fr.

C’est un duo cosmique jamais vu ! Les collaborations scientifiques LIGO (américaine) et Virgo (européenne) viennent d’annoncer la détection de la toute première fusion d’un trou noir et d’une étoile à neutrons, les deux types d’astres les plus denses et les plus mystérieux de notre univers.

Le tout s’est manifesté dans leurs détecteurs sous la forme d’une bouffée d’ondes gravitationnelles : d’infimes ondulations de l’espace-temps se propageant dans l’univers à partir d’événements impliquant des objets très massifs. Le tout premier signal a été enregistré par l’interféromètre Virgo basé près de Pise, en Italie, et par les deux interféromètres américains construits à Livingston, aux États-Unis, le 5 janvier 2020. Un second du même type ayant été capté moins de deux semaines plus tard, le 15 janvier 2020.

Des ondes venues du fond des âges
Après 18 mois de travail et de vérifications, les deux équipes scientifiques rassemblant pratiquement tous les experts de la discipline sont formelles : les deux histoires contées par ces signaux venus du fond des âges sont inédites et de même nature ! Il s’agit, à chaque fois, de la rencontre d’une étoile à neutrons et d’un trou noir qui, après s’être sans doute longtemps tournés autour, ont fini par fusionner. Un scénario prédit par la théorie, mais encore jamais vérifié dans le monde réel.

Dans le premier cas, baptisé GW200105, les astres impliqués pesaient 8,9 masses solaires (soit 8,9 fois la masse du soleil) pour le trou noir et 1,9 masse solaire pour l’étoile à neutrons. Dans le second, nom de code GW200115, les astres étaient un peu moins massifs : 5,7 masses solaires pour le trou noir et 1,5 masse solaire pour l’étoile à neutrons. Quant à leurs étreintes respectives, elles ne datent pas d’hier puisque tout indique qu’elles se seraient déroulées il y a entre 800 millions et un milliard d’années ! Autrement dit, à une époque où la Terre n’abritait encore ni homme, ni plante, ni animal et s’apprêtait à affronter une période si froide qu’elle allait bientôt ressembler à une boule de neige, vue de l’espace.

 

Outre la découverte elle-même, la détection de tels événements pourra à terme permettre d’en savoir plus sur les trous noirs et sur les étoiles à neutrons, mais aussi sur ce que peut donner un tel couple mixte. Surtout si – ce n’est malheureusement pas le cas cette fois-ci (les événements étant lointains et leurs positions respectives trop indéterminées) – d’autres observatoires plus classiques parvenaient à détecter concomitamment des contreparties lumineuses de ce type d’événement. En effet, si la fusion de deux trous noirs n’émet pas de lumière, de tels systèmes mixtes peuvent émettre des signaux électromagnétiques potentiellement visibles depuis un télescope. Ceux-ci pourraient alors fournir d’autres informations très complémentaires aux scientifiques. À moins que la différence de masse entre l’étoile à neutrons et le trou noir ne soit si importante que le second ait dévoré la première avant qu’elle n’ait eu le temps de dire ouf !

« Quand nos interféromètres auront gagné suffisamment de sensibilité, dans les campagnes d’observation futures, nous espérons pouvoir détecter des effets de marée qui n’affectent que les étoiles à neutrons », explique aussi Matteo Barsuglia, directeur de recherche au laboratoire Astroparticule et cosmologie (CNRS) et responsable de la collaboration Virgo pour la France. « Des effets de marée dont l’analyse permettra de mieux comprendre la structure interne des étoiles à neutrons. »

 

Masses des étoiles à neutrons et des trous noirs mesurées grâce aux ondes gravitationnelles (jaune et violet) et aux observations électromagnétiques (orange et bleu).

Reference (Le point fr.

© LIGO Virgo & Frank Elavsky; Aaron Geller/ Northwestern University.

LE 30 JUIN 2021

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