• Astrophysique: l'information que le trou noir issu de la fusion de trous noirs va ou non quitter la galaxie qui l'héberge pourra être extraite du signal des ondes gravitationnelles!____¤202004

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Extracting the Gravitational Recoil from Black Hole Merger Signals» sont publiés dans la revue Physical Review Letters et disponibles en pdf, révèle qu'il est possible d'extraire du signal des ondes gravitationnelles, produit lors du processus de fusion de deux trous noirs et détecté par LIGO et Virgo, l'information que le trou noir résultant va ou non quitter la galaxie qui l'héberge.

     

    Relevons tout d'abord que,le fait que la lumière et les ondes gravitationnelles transportent «de la quantité de mouvement et du moment cinétique qu'elles peuvent prendre ou donner à des corps», affecte un trou noir binaire qui résulte de la fusion «de deux trous noirs de masses différentes, éventuellement en rotation ou pas (dans la nature, on s'attend à ce que tous les trous noirs stellaires soient en rotation puisque issus d'étoiles qui le sont toujours également)».

     

    Rappelons ici que les trous noirs sur le point de fusionner rayonnent des ondes gravitationnelles, en perdant de l'énergie, «de sorte que la taille de leur orbite diminue» avant d'entrer en collision. Cependant, «lorsque les masses des trous noirs sont différentes, l'émission d'ondes gravitationnelles ne se fait pas à symétrie sphérique»: autrement dit, «il y a une émission plus intense dans une certaine direction».

     

    Les simulations numériques montrent ainsi «qu'au moment final de la collision tout se passe comme si le trou noir binaire émettait un faisceau d'ondes gravitationnelles, emportant de la quantité de mouvement de façon analogue à l'éjection de gaz par une fusée».

     

    Il en résulte que le trou noir final peut «se retrouver propulsé dans la direction opposée». Les calculs montrent en outre que, dans certains cas, «la vitesse acquise par le trou noir résultant peut être vertigineuse, de l'ordre de 5.000 km/s, ce qui est largement suffisant pour lui permettre de quitter la galaxie qui l'abritait» dans la plupart des cas.

     

    Dans ce cadre, bien que LIGO et Virgo «ne sont pas encore assez sensibles» pour débusquer l'information que le trou noir résultant va ou non quitter la galaxie qui l'héberge, l'étude ici présentée, en se basant sur des «simulations de fusions de trous noirs sur superordinateur», prédit que les améliorations prévues devraient le permettre.

     

     


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