Représentation artistique d'une fusion d'étoiles à neutrons binaires.
(Image: © National Science Foundation / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - Pour la deuxième fois, l'Observatoire des ondes gravitationnelles des interféromètres laser (LIGO) a repéré deux restes stellaires ultradenses connus sous le nom d'étoiles à neutrons s'écraser violemment ensemble. le onde gravitationnelle l'événement semble avoir été généré par des entités particulièrement massives qui contestent les modèles astronomiques des étoiles à neutrons.
LIGO fait l'histoire il y a deux ans et demi, lorsque l'observatoire a détecté sa première paire d'étoiles à neutrons - des objets de la taille d'une ville laissés derrière quand une étoile géante meurt - en spirale les uns autour des autres, puis fusionnant. Lorsque des objets extrêmement lourds s'enroulent et se brisent de cette manière, ils créent des ondulations dans le tissu de l'espace-temps, et LIGO a été spécialement conçu pour les capter.
Le nouvel événement a été observé le 25 avril 2019, lors de la troisième campagne d'observation du LIGO, qui est en cours. L'équipe LIGO a déterminé que la masse totale du étoile à neutrons paire était 3,4 fois celle du soleil de la Terre.
Les télescopes n'ont jamais vu une paire d'étoiles à neutrons avec une masse combinée supérieure à 2,9 fois celle du soleil.
"C'est clairement plus lourd que toute autre paire d'étoiles à neutrons jamais observée", a déclaré Katerina Chatziioannou, astronome au Flatiron Institute de New York, lors d'une conférence de presse lundi 6 janvier à la 235ème réunion de l'American Astronomical. Société à Honolulu.
Les chercheurs ne peuvent pas exclure que les entités qui fusionnent étaient en fait légères trous noirs ou un trou noir associé à une étoile à neutrons, a-t-elle ajouté. Mais des trous noirs d'une si petite taille n'ont jamais été observés auparavant non plus.
Pourquoi les télescopes précédents n'ont pas réussi à détecter des paires d'étoiles à neutrons ce massif reste un mystère, a déclaré Chatziioannou. Mais maintenant que les astronomes savent que de telles bêtes existent, ce sera aux théoriciens d'expliquer pourquoi ces objets semblent apparaître uniquement dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles, a-t-elle déclaré. UNE papier avec les conclusions de son équipe devrait apparaître dans The Astrophysical Journal Letters.
Chaque fois que LIGO détecte une détection potentielle, l'observatoire envoie une alerte à la communauté astronomique plus large, et ces chercheurs forment immédiatement les télescopes disponibles sur place dans le ciel que les installations identifient dans l'espoir de capturer un flash électromagnétique. Après la première identification par LIGO d'une fusion d'étoiles à neutrons, un éclat de lumière gamma a déclaré aux scientifiques que la fusion s'était produite dans une ancienne galaxie à environ 130 millions d'années-lumière de la Terre. Cela a ouvert une ère de astronomie multimessager, dans lequel les chercheurs ont accès à de nombreuses sources d'informations sur les événements célestes.
Mais cet événement nouvellement détecté semble s'être produit sans explosion visible. Jusqu'à présent, aucune autre équipe n'a trouvé un flash de lumière qui a éclaté en même temps que la fusion des étoiles à neutrons.
Cela s'explique notamment par le fait que, sur les trois détecteurs opérationnels d'ondes gravitationnelles du monde, un seul - l'installation LIGO de Livingston, en Louisiane - a pu détecter l'événement. L'observatoire de LIGO à Hanford, Washington, était temporairement hors ligne à l'époque, tandis que le détecteur européen de la Vierge, situé près de Pise, en Italie, n'était pas assez sensible pour capter les faibles ondes gravitationnelles, ont déclaré des chercheurs.
Le réseau LIGO-Virgo utilise normalement les trois détecteurs comme un contrôle l'un sur l'autre pour s'assurer qu'un événement est réel et pour trianguler et localiser l'événement dans le ciel. Ainsi, avec une seule installation, le mieux que les scientifiques ont pu déterminer était que la fusion s'est produite à plus de 500 millions d'années-lumière de la Terre dans une région couvrant environ un cinquième du ciel.
Néanmoins, les trois installations fonctionnent depuis assez longtemps maintenant que les chercheurs peuvent distinguer avec précision entre un faux signal et un vrai, même avec un seul détecteur. L'équipe comprend assez bien ses sources de bruit pour être "confiante qu'il s'agit d'un véritable signal d'origine astrophysique", a déclaré Chatziioannou.
Lorsque les étoiles à neutrons ont fusionné, elles se sont effondrées dans un trou noir, et Chatziioannou a donc suggéré que le trou noir géant a été créé si rapidement qu'il a aspiré tous les éclairs de lumière sortants, expliquant potentiellement le manque d'une composante visible. Une autre possibilité est que n'importe quel jet d'énergie soit simplement orienté loin de la Terre quand il sort du système, a-t-elle déclaré.
Les astronomes continueront d'étudier l'événement, ainsi que les événements ultérieurs des ondes gravitationnelles. Dans quelques semaines, un nouveau détecteur devrait être mis en ligne au Japon, aidant les scientifiques détecter et localiser encore plus d'ondes gravitationnelles.
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