On commence peut-être à détecter des étoiles qui brûlent de la matière noire !

Il y a près de dix ans, les premières détections directes d’ondes gravitationnelles ont été réalisées sur Terre, marquant le début de l’ère de l’astronomie gravitationnelle. Ces détections ont été le résultat de signaux intenses, issus de collisions entre trous noirs stellaires et étoiles à neutrons.

Les signaux observés ont confirmé que les ondes gravitationnelles se déplacent à la même vitesse que la lumière, avec des caractéristiques conformes à celles prédites par la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. De plus, ces observations offrent des preuves solides en faveur de la théorie standard des trous noirs.

Un fond cosmique stochastique d’ondes gravitationnelles

Récemment, l’utilisation des pulsars, ces étoiles à neutrons agissant comme des phares cosmiques d’ondes radio, a permis de détecter un fond d’ondes gravitationnelles à des fréquences très basses, de l’ordre du nanohertz. Ce fond stochastique résulte de la superposition d’ondes émises par des trous noirs supermassifs en orbite, conduisant à des fusions. Ce phénomène peut être comparé à une mare subissant une averse de gouttes de pluie.

Les premières étoiles, formées à l’intérieur de halos de matière noire, auraient contenu des quantités significatives de cette matière, contrairement aux étoiles formées actuellement. Les travaux récents de chercheurs de l’Université Colgate, Sohan Ghodla et Cosmin Ilie, suggèrent que ces étoiles noires supermassives pourraient bien exister.

Des étoiles qui brillent en brûlant de la matière noire

Le concept d’étoile noire, ou Dark Star (DS), a été proposé en 2007 par Katherine Freese et Paolo Gondolo. Les observations suggèrent que la matière noire, plus dense dans les premiers temps de l’Univers, aurait joué un rôle crucial dans la formation des premières étoiles. Ces étoiles pourraient atteindre des masses de 500 à 1 000 fois celle du Soleil, voire plus, et se transformer en trous noirs une fois leur carburant épuisé.

Les résultats théoriques actuels laissent penser que ces étoiles noires pourraient avoir servi de « graines » pour la formation précoce de trous noirs géants, contribuant ainsi à une partie significative des ondes gravitationnelles détectées par les réseaux de chronométrage de pulsars.

Ces ondes gravitationnelles nanohertz pourraient être considérées comme des « fossiles » de l’aube cosmique, permettant de mieux comprendre les mécanismes de formation des premiers trous noirs géants.

Source :

Futura Sciences