Nous avons vu la détection par ondes gravitationnelles d’un trou noir dévorant une étoile à neutrons. Les fusions de trous noirs. Nous avons vu cette fusion d’étoiles à neutrons incroyablement mémorable. Maintenant la collaboration LIGO-Virgo semble se mélanger, avec ce qui pourrait être la toute première fusion d’étoiles à neutrons
Nous venons tout juste de l’apprendre : une explosion d’ondes gravitationnelles inhabituelles, des ondulations dans le tissu même de l’espace-temps, les ondes de choc d’un événement colossal, détectées par les observatoires LIGO et Virgo à 15:22:15 UTC le 26 avril 2019.
Les astronomes sont encore en train d’analyser l’événement, et il pourrait s’agir de quelque chose de complètement différent. Mais depuis que cette première découverte d’ondes gravitationnelles annoncée en février 2016 a fait exploser le champ, les astronomes espèrent détecter de nombreux types de fusions.
Une première analyse a estimé à seulement 13 % les chances que cet événement soit une fusion trou noir-étoile à neutrons, mais les scientifiques gardent espoir.
“Ce candidat est différent de tout ce que nous avons observé”, a déclaré au New Scientist Gabriela González, membre de l’équipe LIGO à la Louisiana State University.
Il n’y a pas une grande différence entre un trou noir et une étoile à neutrons. Tous deux sont le résultat de la mort d’une étoile. Une fois qu’une étoile a épuisé ses réserves d’hydrogène et s’est débarrassée de ses matériaux extérieurs dans une série d’explosions, son noyau s’effondre sous son propre poids.
Si ce noyau est inférieur à environ trois fois la masse du Soleil (l’étoile d’origine ayant une masse comprise entre 10 et 30 fois celle du Soleil), elle devient une étoile à neutrons . S’il est supérieur à trois fois la masse du Soleil, il devient un trou noir. (Les étoiles qui sont trop petites pour devenir des naines blanches. C’est là que le Soleil se dirige)
Nous savons qu’il existe des systèmes binaires avec des disparités de masse entre les deux étoiles. Il est donc tout à fait possible qu’il existe des systèmes binaires trou noir-étoile à neutrons. Mais cet événement serait notre première preuve de l’existence de tels systèmes binaires.
Le mécanisme est le même que celui des fusions trou noir-trou noir et étoile à neutrons-étoile à neutrons. Les deux objets sont enfermés dans une spirale de la mort, orbitant de plus en plus près jusqu’à ce que BOOM ! les deux objets fusionnent.
Mais il y aurait quelques différences. Le trou noir étant l’objet le plus massif, il engloberait la masse de l’étoile à neutrons dans la sienne. Et, au lieu d’une orbite circulaire, la trajectoire de l’étoile à neutrons autour du trou noir serait plus sphérique, ce qui en ferait un bien meilleur banc d’essai pour les effets de la relativité.
L’événement a été provisoirement nommé S190426c. D’après les capacités de triangulation du signal ajoutées par le détecteur Virgo, il semble avoir eu lieu à environ 1,2 milliard d’années-lumière.
Depuis que LIGO a été remis en service au début du mois d’avril, après une année de mise à niveau, il a rendu publiques toutes ses détections. Une description de l’événement S190426c, ainsi que des cartes de la région du ciel d’où il provient, ont été mises à disposition sur le site Web GraceDB, afin que les astronomes du monde entier puissent effectuer leurs propres observations de suivi.
Lorsque l’étoile à neutrons sera perturbée puis dévorée par l’étoile, on s’attend à ce qu’elle produise une éruption d’activité électromagnétique. Cette activité n’a pas encore été détectée, ce qui pourrait indiquer un autre type de fusion.
“Le fait que nous n’ayons pas encore trouvé de contrepartie signifierait qu’elle est plus éloignée, ce qui est plus cohérent avec un système étoile à neutrons-trou noir”, a déclaré González au New Scientist. “Nous ne verrions pas d’étoiles à neutrons binaires aussi loin”
Mais, depuis sa mise à niveau, la collaboration LIGO-Virgo n’a pas ménagé ses efforts : elle a détecté un certain nombre d’événements, dont une deuxième collision d’étoiles à neutrons. Ainsi, même si cet événement ne s’avère pas être la fusion tant attendue entre un trou noir et une étoile à neutrons, il semble que sa détection ne soit qu’une question de temps.
C’est le nouveau monde courageux de l’astronomie des ondes gravitationnelles, et il est glorieux.