Deux études, dont les résultats intitulés «GW190521: A Binary Black Hole Merger with a Total Mass of 150  M⊙» et «Properties and Astrophysical Implications of the 150 M _⊙ Binary Black Hole Merger GW190521» sont publiés respectivement dans les revues Physical Review Letters et Astrophysical Journal Letters, rapportent la plus grosse prise à ce jour au tableau de chasse des détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo : il s'agit d'un trou noir ayant la masse de 142 soleils, issu de la fusion de deux trous noirs de 85 et 65 fois la masse du Soleil.

Ce trou noir final, correspondant à l'évènement GW190521, «le signal enregistré le 21 mai 2019 par les instruments LIGO et Virgo», est «le plus lourd jamais observé avec les ondes gravitationnelles». Plus précisément, ce trou noir final est non seulement le plus lourd jamais observé jusqu’ici mais c'est aussi «le plus distant et donc le plus ancien (l’onde gravitationnelle a mis 7 milliards d’années à nous atteindre)».

Cette observation est ainsi la première preuve directe de l’existence de  trous noirs dits 'de  masse intermédiaire' (entre 100 et 100000 fois plus massifs que le Soleil)», qui «sont plus lourds que ceux issus de l’effondrement d’étoiles massives, mais beaucoup plus légers que les trous noirs supermassifs logés au centre de certaines galaxies»: en effet, jusqu’ici, «seules des preuves indirectes obtenues grâce aux observations électromagnétiques laissaient présager leur existence».

Relevons ici que «les trous noirs dont on a observé la fusion, avec leur masse d’environ 65 et 85 fois celle du Soleil» posent un problème, car, d’après les connaissances actuelles, «l’effondrement gravitationnel d’une étoile ne peut pas former de trous noirs entre environ 60 et 120 masses solaires» puisque «les étoiles les plus massives sont complètement soufflées par l’explosion en supernova qui accompagne cet effondrement, ne laissant derrière elles que gaz et poussière».

Comme «par rapport aux détections précédentes, le signal GW190521 observé par LIGO et Virgo est très court et plus difficile à analyser», du fait de sa nature plus complexe, «d'autres sources plus exotiques ont été envisagées pour l’expliquer, et ces possibilités sont décrites dans l’article publié par Astrophysical Journal Letters». Cependant, «la source la plus plausible de cette onde gravitationnelle reste la fusion de deux trous noirs».