Des collisions géantes secouent le cosmos

En effet, chaque fois qu'un nouvel instrument capable d'étudier le ciel a été inventé, les astronomes ont dû repenser leur compréhension du cosmos. Récemment, les scientifiques ont révolutionné l'astronomie en découvrant comment observer les ondes gravitationnelles à l'aide d'une nouvelle technologie utilisant des lasers et des miroirs.
Les trous noirs sont l'enveloppe d'étoiles massives dont la gravité est telle que même la lumière ne peut leur échapper. Lorsqu'elles entrent en collision, elles libèrent de l'énergie sous une forme appelée ondes gravitationnelles. Les collisions, entièrement invisibles à l'œil nu et non enregistrées dans le spectre électromagnétique, ne peuvent être détectées qu'en observant les ondes gravitationnelles. Alors qu'Albert Einstein avait prédit en 1916 que les vagues existaient, il a fallu presque un siècle aux scientifiques pour les observer.

Le 14 septembre 2015, l'univers entier a tremblé. En fait, c’est plus exact de dire que c’est à cette date que l’humanité prend conscience d’un événement cataclysmique – la fusion de deux énormes trous noirs survenue il ya environ 1,3 milliard d’années – ou le vol d’une ligne à Star Wars ". il y a longtemps dans une galaxie très, très loin ".

Alors que les ondes gravitationnelles émises lors de la fusion du trou noir balayaient le système solaire il y a 1,3 milliard d'années, le tissu même de l'espace et du temps se comprime et s'étire.
Deux détecteurs en forme de L dans les Observatoires d’ondes gravitationnelles d’interféromètre laser (LIGO) en Louisiane et à Washington ont travaillé ensemble à la toute première observation d’une onde gravitationnelle. Au fur et à mesure que la vague passait, chaque bras du détecteur en forme de L, qui mesure 2,5 km de long, est allongé et raccourci d’une distance d’environ un millième du diamètre d’un proton. Pour donner une idée de l'échelle, cela équivaut à mesurer la distance d'ici le prochain système d'étoiles Alpha Centauri avec une précision de la largeur d'un cheveu humain.

Maintenant, avec l'aide d'une autre installation italienne appelée Virgo, les scientifiques étudient les propriétés générales de ces collisions de trous noirs et leur emplacement. Les ondes gravitationnelles se déplacent à la vitesse de la lumière et, lorsqu’elles traversent la Terre, il existe un léger délai entre le moment où chaque détecteur note son passage. Ce délai est utilisé pour aider à déterminer la position dans le ciel où la collision s'est produite. La technique est similaire à la façon dont les géologues utilisent les heures d'arrivée des séismes sur différents sismographes pour localiser l'origine du séisme.

Un ouragan de matière noire se dirige vers nous

Les détecteurs LIGO et Virgo permettent aux scientifiques de mieux comprendre ce qui se passe lorsque des corps astronomiques très lourds entrent en collision. La collision des étoiles à neutrons, qui sont des enveloppes d'étoiles légèrement plus petites que les trous noirs, peut également déclencher des ondes gravitationnelles détectées sur Terre. Et, bien sûr, un trou noir pourrait également fusionner avec une étoile à neutrons.

Dans un article récemment publié, les astronomes à ondes gravitationnelles ont décrit en détail 11 de ces collisions – dont quatre n'avaient jamais été annoncées auparavant – depuis que les détecteurs ont commencé à fonctionner en 2015. Compte tenu des temps d'indisponibilité lorsque l'équipement n'est pas opérationnel, une détection tous les 15 jours. Dans l'exemple le plus impressionnant, deux trous noirs massifs ont fusionné pour en créer un qui représente environ 80 fois la masse du soleil, ce qui en fait le trou noir de taille stellaire le plus lourd jamais observé.

Pendant une fraction de seconde, la collision a libéré plus d'énergie que la totalité de la lumière émise par toutes les étoiles de l'univers visible. C'était une chose énorme. Et tout cela s'est passé dans une galaxie située à 9 milliards d'années-lumière.

Avant la première observation de LIGO, les scientifiques ne pensaient pas que les étoiles pourraient former des trous noirs avec des masses plus de 15 à 20 fois plus lourdes que le soleil. Ainsi, avec seulement 11 observations, les scientifiques ont déjà été obligés de reconsidérer leurs théories.

Bien que l'annonce d'un trou noir super-massif fasse la une des journaux, cet article récent a un impact moins époustouflant mais plus significatif sur le plan scientifique. L'observation d'une seule chose peut être une curiosité. Mais plusieurs fois plus tard, les scientifiques peuvent commencer à tirer des conclusions.

En combinant les capacités de performance connues du détecteur avec les emplacements observés et la vitesse à laquelle ils sont détectés, les astronomes peuvent commencer à dire à quelle fréquence ils se produisent. Bien que les scientifiques travaillent avec un petit échantillon, ils estiment maintenant que dans un espace compris entre un demi-milliard et un milliard d'années-lumière, nous pouvons nous attendre à une fusion d'un trou noir par an.
Et l'histoire n'est pas finie. Les détecteurs sont actuellement hors ligne et subissent des mises à niveau qui leur permettront de regarder deux fois plus loin de la Terre. Cela leur permettra d'étudier un volume huit fois plus important qu'auparavant. L’astronomie gravitationnelle n’a que très tôt commencé et il ne fait aucun doute qu’il ya d’énormes surprises.

.

Leave a comment

Send a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.