Découverte d’une fusion de trous noirs très excentriques
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Pour la première fois, des scientifiques pensent avoir détecté une fusion de deux trous noirs aux orbites excentriques. Selon un article publié dans Astronomie naturelle par des chercheurs du Center for Computational Relativity and Gravitation du Rochester Institute of Technology et de l’Université de Floride, cela peut aider à expliquer comment certaines des fusions de trous noirs détectées par la collaboration scientifique LIGO et la collaboration Virgo sont beaucoup plus lourdes qu’on ne le pensait auparavant.
Les orbites excentriques sont un signe que les trous noirs pourraient en engloutir d’autres à plusieurs reprises lors de rencontres fortuites dans des zones densément peuplées de trous noirs tels que les noyaux galactiques. Les scientifiques ont étudié l’onde binaire gravitationnelle la plus massive observée à ce jour, GW190521, pour déterminer si la fusion avait des orbites excentriques.
“Les masses estimées des trous noirs sont plus de 70 fois la taille de notre soleil chacun, ce qui les place bien au-dessus de la masse maximale estimée actuellement prédite par la théorie de l’évolution stellaire”, a déclaré Carlos Lousto, professeur à l’École des sciences mathématiques et un membre du CCRG. “Cela constitue un cas intéressant à étudier en tant que système de trous noirs binaires de deuxième génération et ouvre de nouvelles possibilités de scénarios de formation de trous noirs dans des amas d’étoiles denses.”
Une équipe de chercheurs du RIT comprenant Lousto, l’associé de recherche James Healy, Jacob Lange ’20 Ph.D. (sciences et technologies astrophysiques), la professeure et directrice du CCRG Manuela Campanelli, le professeur agrégé Richard O’Shaughnessy et des collaborateurs de l’Université de Floride se sont formés pour jeter un regard neuf sur les données afin de voir si les trous noirs avaient des orbites très excentriques avant de fusionner . Ils ont découvert que la fusion s’expliquait mieux par un modèle de précession à haute excentricité. Pour y parvenir, l’équipe a effectué des centaines de nouvelles simulations numériques complètes dans des superordinateurs de laboratoire locaux et nationaux, ce qui a pris près d’un an.
“Cela représente une avancée majeure dans notre compréhension de la façon dont les trous noirs fusionnent”, a déclaré Campanelli. “Grâce à nos simulations sophistiquées de supercalculateurs et à la richesse des nouvelles données fournies par LIGO et les détecteurs à évolution rapide de Virgo, nous faisons de nouvelles découvertes sur l’univers à des rythmes étonnants.”
Une extension de cette analyse par la même équipe RIT et UFL a utilisé une contrepartie électromagnétique possible observée par le Zwicky Transient Facility pour calculer indépendamment la constante cosmologique de Hubble avec GW150521 en tant que fusion de trous noirs binaires excentriques. Ils ont trouvé un excellent accord avec les valeurs attendues et ont récemment publié le travail dans le Journal astrophysique.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Institut de technologie de Rochester. Original écrit par Luke Auburn. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
