Les trous noirs ont des vies antérieures, selon de nouvelles recherches
Des scientifiques du MIT ont découvert que de nombreux trous noirs en fusion pourraient avoir déjà fusionné auparavant. Cette révélation repose sur une analyse récente des données des observatoires LIGO, Virgo et KAGRA, qui ont observé 155 paires de trous noirs binaires. Environ 14 % des trous noirs en fusion dans l’univers seraient en réalité des trous noirs de seconde génération, issus de la fusion antérieure de deux trous noirs plus petits.
Traditionnellement, on pensait que les trous noirs se formaient principalement à la suite de l’effondrement d’étoiles massives, qui explosent en supernova. Cependant, les trous noirs peuvent également naître d’autres trous noirs, un processus connu sous le nom de « fusion hiérarchique ».
L’étude, publiée dans Physical Review Letters, met en lumière que la fusion répétée est un chemin significatif par lequel les trous noirs se forment. Cailin Plunkett, l’auteur principal de l’étude et doctorant au Département de physique du MIT, a déclaré : « Pour certains de ces trous noirs en fusion, ce n’est pas leur première expérience. »
Lorsqu’une étoile massive s’effondre, le trou noir résultant a généralement peu de rotation. En revanche, la fusion de deux trous noirs produit un nouveau trou noir de seconde génération, qui tourne rapidement, à environ 70 % de sa vitesse maximale possible. Les scientifiques pensent que ces fusions hiérarchiques se produisent dans des environnements stellaires denses, où plusieurs étoiles peuvent mourir et se transformer en trous noirs suffisamment proches pour fusionner.
En 2024, deux fusions déséquilibrées ont été détectées, chacune impliquant un trou noir tournant beaucoup plus vite que son partenaire. Ces observations ont conduit les chercheurs à analyser un catalogue complet des signaux de fusion de trous noirs, le GWTC-4.0, qui comprend 153 fusions.
Les résultats montrent que les trous noirs de seconde génération ont des masses spécifiques, souvent autour de 20 masses solaires ou plus, tandis que les trous noirs issus d’étoiles classiques ont des masses de 10 à 30 masses solaires. Ces découvertes soulèvent des questions sur l’origine des trous noirs les plus massifs, car les théories d’évolution stellaire suggèrent qu’ils ne devraient pas se former à partir d’une supernova.
Cette recherche, soutenue par la National Science Foundation et la Brinson Foundation, ouvre de nouvelles perspectives sur la formation des trous noirs et leur histoire cosmique.
Source : MIT News
