Premières détections d'un trou noir "avalant" une étoile à neutrons

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Les observateurs des évènements qui secouent le cosmos ont détecté pour la première fois, et à deux reprises, la fusion d'un trou noir "avalant" une étoile à neutrons.

Les astrophysiciens avaient déjà observé des fusions de trous noirs entre eux, ou celles d'étoiles à neutrons, mais jamais encore de "couples mixtes", comme l'indique un communiqué du CNRS. "C'est le chaînon manquant qui va aider à comprendre ces coalescences (fusions), avec des théories englobant l'ensemble de ces phénomènes", a dit à l'AFP l'astrophysicienne Astrid Lamberts, principale auteure de l'étude, parue dans .

Deux fusions détectées en 10 jours

Les deux événements ont été repérés à dix jours d'intervalle, en janvier 2020, par les détecteurs d'ondes gravitationnelles Virgo et Ligo. Les ondes gravitationnelles sont d'infimes variations de l'espace-temps, provoquées par des phénomènes d'ampleur, comme la fusion de deux trous noirs. En analysant la forme de l'onde, comme celle que provoquerait un caillou jeté à la surface d'une mare, on peut déterminer la distance et les masses en présence.

En l’occurrence, ces fusions, bien distinctes, sont intervenues à environ 900 millions et un milliard d'années-lumière de la Terre. Les trous noirs impliqués avaient respectivement une masse de 8,9 et 5,7 fois notre soleil. Face à eux, les étoiles à neutrons, d'une masse respective de 1,9 et 1,5 fois notre soleil, n'avaient aucune chance d'échapper à leur attraction fatale. "Si la différence de masse est trop grande, le trou noir avale tout d’un coup", explique Astrid Lamberts, chargée de recherche CNRS à l'Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), et experte en "étoiles massives, qui sont les progéniteurs des étoiles à neutrons et des trous noirs stellaires".

Les masses d'étoiles à neutrons et de trous noirs mesurées grâce aux ondes gravitationnelles (bleues et orange) et aux observations électromagnétiques (jaune et violet). GW 200105 et GW 200115 sont mis en évidence comme la fusion d'étoiles à neutrons avec des trous noirs. Crédit : LIGO-Virgo / Frank Elavsky, Aaron Geller / Northwestern.

Un modèle de formation à comprendre

Trous noirs stellaires et étoiles à neutrons sont[...]

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