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Une classe théorique de trous noirs détectée pour la première fois

La toute première détection « solide » d'un trou noir de classe intermédiaire va peut-être nous aider à comprendre comment se forment ses cousins supermassifs.
trou noir espace

Tout le monde aime les trous noirs et leurs mystères. Comment ça fait quand on tombe dedans ? Sont-ils des passages vers d’autres univers ? Comment se forment-ils ? Force est de reconnaître que, depuis que la théorie de la gravitation d’Isaac Newton a prédit leur existence à la fin du XVIIIe siècle, ces monstres astrophysiques nous posent encore pas mal de colles. La récente détection d’un trou noir si gros qu’il ne devrait pas exister ne fait que compliquer un peu plus les choses.

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Mardi 21 mai 2019, 5h02 du matin. Les détecteurs d’ondes gravitationnelles Virgo, en Italie, et LIGO, aux États-Unis, enregistrent une secousse de l’espace-temps d’une intensité inédite. Les scientifiques notent les chiffres, posent leurs calculs et élaborent des théories. Un an de travail sera nécessaire pour déchiffrer ce signal extraterrestre bref, un dixième de seconde environ, mais affreusement complexe. Le jeu en valait la chandelle.

Dans deux articles publiés le 2 septembre dans les revues scientifiques Physical Review Letters et Astrophysical Journal Letters, 76 chercheurs venus du monde entier indiquent que l’événement du 21 mai 2019 est la conséquence de la formation d’un trou noir. Ce monstre astrophysique baptisé GW190521 aurait vu le jour il y a environ sept milliards d’années, et serait issu de la fusion de deux autres trous noirs plus petits. Les ondes gravitationnelles causées par l’événement, celles qui ont été détectées par Virgo et LIGO, indiquent qu’il « pèse » environ 142 masses solaires. Un nombre qui excite particulièrement les astrophysiciens.

Le nouveau venu GW190521 est le premier trou noir de taille intermédiaire jamais détecté de façon « solide » par nos instruments. Avant lui, les chercheurs n’avaient détecté que des trous noirs « stellaires » et « supermassifs ». Les premiers, qui naissent de l’effondrement gravitationnel d’une étoile massive en fin de vie, ne dépassent pas les quelques dizaines de masse solaires. Les seconds peuvent atteindre plus dizaines de milliards de masses solaires, mais nous ignorons encore largement comment ils se forment.

GW190521 se trouve pile entre les deux catégories et c’est pour ça qu’il est intéressant. Comme le note avec enthousiasme le communiqué du CNRS sur l’événement : « Cette découverte exceptionnelle, en prouvant l’existence de trous noirs de masse intermédiaire, pourrait permettre de résoudre l’énigme de la formation de trous noirs supermassifs mais aussi d’améliorer notre compréhension des étapes finales de la vie des étoiles massives. » En effet, une hypothèse attribue la formation des trous noirs supermassifs à la fusion de trous noirs intermédiaires. On n’est pas sortis de l’auberge, mais on avance…

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