Les astronomes ont effectué 35 nouvelles détections d’ondes gravitationnelles, ou ondulations dans l’espace-temps, entre novembre 2019 et mars 2020. Les ondes cosmiques ont été créées en grande partie par des paires de trous noirs fusionnant, mais beaucoup d’entre elles sont nées de rares collisions entre des étoiles à neutrons denses et trous noirs.
C’est un bond énorme puisque seulement trois ondes gravitationnelles ont été détectées entre 2015 et 2016. Cela porte le nombre connu d’ondes gravitationnelles détectées à 90 de 2015 à 2020.
Les ondes gravitationnelles peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre le cycle de vie violent des étoiles et pourquoi elles se transforment en trous noirs ou en étoiles à neutrons lorsqu’elles meurent. Ces ondulations dans l’espace-temps ont été prédites pour la première fois par Albert Einstein en 1916 dans le cadre de sa théorie de la relativité générale.
Cette dernière découverte est un « tsunami » et « un grand pas en avant dans notre quête pour percer les secrets de l’évolution de l’univers », a déclaré Susan Scott, co-auteur de l’étude, professeure principale au Centre d’astrophysique gravitationnelle de l’Université nationale australienne. une déclaration.
« C’est vraiment une nouvelle ère de découvertes d’ondes gravitationnelles, et le nombre croissant de découvertes révèle beaucoup d’informations sur la vie et la mort des étoiles à travers l’univers », a-t-elle déclaré. « Regarder les masses et les rotations des trous noirs dans ces systèmes binaires indique comment ces systèmes sont maintenus ensemble en premier lieu. »
Scott a déclaré que l’amélioration de la sensibilité des détecteurs aux ondes gravitationnelles aide les scientifiques à en suivre plus qu’auparavant. « L’autre chose vraiment excitante à propos de l’amélioration constante de la sensibilité des détecteurs d’ondes gravitationnelles est que cela activera alors un tout nouvel ensemble de sources d’ondes gravitationnelles, dont certaines seront inattendues. »
Divers trous noirs et étoiles à neutrons
Ce nouveau catalogue d’ondes gravitationnelles comprend des trous noirs de toutes formes et tailles, ainsi que de rares fusions d’étoiles à neutrons et de trous noirs.
Les trous noirs et les étoiles à neutrons sont tous deux le résultat d’étoiles mourantes. Lorsque les étoiles meurent, elles peuvent s’effondrer dans des trous noirs voraces qui engloutissent toute la matière qui les entoure. Ou ils pourraient former une étoile à neutrons, le reste incroyablement dense qui reste après l’explosion d’une étoile.
Actuellement, l’étoile à neutrons la plus lourde connue a une masse de 2,5 fois la masse de notre soleil, tandis que le trou noir le plus léger est cinq fois la masse de notre soleil. Au milieu se trouve le « mass gap ». L’amélioration et le raffinement des détecteurs aident également les scientifiques à combler l’écart de masse ou à déterminer ce qui se trouve dans cette plage.
L’une des collisions de cette dernière campagne d’observation, un trou noir supermassif 33 fois la masse du soleil avec l’une des étoiles à neutrons les plus basses jamais trouvées, soit environ 1,17 fois la masse de notre soleil.
« Ce n’est que maintenant que nous commençons à apprécier la diversité remarquable des trous noirs et des étoiles à neutrons », a déclaré le co-auteur de l’étude Christopher Berry, membre de la LIGO Scientific Collaboration, dans un communiqué. « Nos derniers résultats prouvent qu’ils existent dans de nombreuses tailles et combinaisons. Nous avons résolu de vieux mystères, mais nous en avons également découvert de nouveaux. Avec ces observations, nous sommes plus près de résoudre les mystères de la façon dont les étoiles – les éléments constitutifs de notre univers – évoluer. »
Berry est également conférencier à l’Université de Glasgow et chercheur invité au Centre de recherche exploratoire et interdisciplinaire en astrophysique de l’Université Northwestern, ou CIERA.
Le projet de détecteur d’ondes gravitationnelles Kamioka au Japon rejoindra LIGO et Virgo dans la prochaine série d’observations qui devrait commencer fin 2022. D’ici là, les scientifiques du monde entier étudieront les dernières observations pour rechercher des signaux intéressants qui pourraient se cacher dans le Les données.
« Il s’avère que l’univers des ondes gravitationnelles est très excitant », a déclaré Maya Fischbach, boursière postdoctorale de la NASA au CIERA et membre de la collaboration scientifique LIGO dans un communiqué.
« Les détecteurs améliorés seront capables de capter des signaux plus silencieux, y compris des trous noirs et des étoiles à neutrons qui ont fusionné plus loin, avec des signaux d’il y a des milliards d’années. J’ai hâte de découvrir ce qu’il y a là-bas. »
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