Les fusions de trous noirs imposent des limites aux supernovae destructrices d’étoiles
Les trous noirs qui fusionnent à travers l’univers n’ont pas connu de rencontres rapprochées avec des étoiles mourantes géantes, selon de nouvelles recherches utilisant des données d’ondes gravitationnelles. Cette découverte aide les scientifiques à affiner leur compréhension de l’endroit où ces trous noirs se forment et de la manière dont ils finissent par fusionner.
Lorsque des étoiles massives meurent dans des explosions de supernova cataclysmiques, elles peuvent laisser derrière elles des trous noirs. Si deux de ces trous noirs finissent par se retrouver en orbite l’un autour de l’autre, ils peuvent éventuellement spiraler vers l’intérieur et fusionner, libérant d’énormes quantités d’énergie sous forme d’ondes gravitationnelles – des ondulations dans le tissu de l’espace-temps que des détecteurs comme LIGO et Virgo peuvent capter.
Les scientifiques ont maintenant analysé des dizaines de ces événements de fusion de trous noirs et recherché des signes indiquant que l’un ou l’autre des trous noirs aurait pu être affecté par une explosion de supernova à proximité avant la fusion. Ils ont spécifiquement examiné un effet appelé « coup de pied natal » – lorsqu’une explosion asymétrique de supernova peut propulser un trou noir nouveau-né à travers l’espace à des vitesses élevées.
Si les trous noirs recevaient de forts coups de pied de leurs explosions de supernova parentes, cela affecterait leurs orbites et les caractéristiques des ondes gravitationnelles que nous détectons lorsqu’ils fusionnent. Cependant, l’équipe de recherche n’a trouvé aucune preuve forte de tels effets dans les données.
Cette absence de signaux de coups de pied suggère soit que les explosions de supernova qui forment ces trous noirs sont relativement symétriques et produisent des coups de pied faibles, soit que les trous noirs se forment d’une manière qui évite complètement les explosions violentes. Certains modèles théoriques suggèrent que des étoiles très massives pourraient s’effondrer directement en trous noirs sans produire d’explosion de supernova brillante du tout.
Les résultats aident à réduire les modèles de la façon dont les trous noirs binaires se forment et évoluent. Comprendre ces processus est crucial pour interpréter le nombre croissant de détections d’ondes gravitationnelles et pour en apprendre davantage sur les cycles de vie des étoiles massives.
À mesure que les détecteurs d’ondes gravitationnelles deviennent plus sensibles et observent plus de fusions, les scientifiques continueront à affiner leur compréhension de ces événements cosmiques violents et des objets extrêmes qu’ils impliquent.
