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Espace : des astrophysiciens détectent pour la première fois un trou noir "avalant" une étoile à neutrons

Illustration d’artiste de la fusion de deux étoiles à neutrons, entraînant une onde gravitationnelle à leur périphérie, fournie par la National Science Foundation le 16 octobre 2017

© A. Simonnet

29 juin 2021 à 15:23Temps de lecture2 min
Par AFP

Les observateurs des évènements qui secouent le cosmos ont détecté pour la première fois, et à deux reprises, la fusion d’un trou noir "avalant" une étoile à neutrons, selon une étude internationale mardi.

Les astrophysiciens avaient déjà observé des fusions de trous noirs entre eux, ou celles d’étoiles à neutrons, mais jamais encore de "couples mixtes", comme l’indique un communiqué du CNRS.


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"C’est le chaînon manquant qui va aider à comprendre ces coalescences (fusions), avec des théories englobant l’ensemble de ces phénomènes", a dit à l’AFP l’astrophysicienne Astrid Lamberts, principale auteure de l’étude, parue dans Astrophysical Journal Letters.

"Chaînon manquant"

Les deux événements ont été repérés à dix jours d’intervalle, en janvier 2020, par les détecteurs d’ondes gravitationnelles Virgo et Ligo. Les ondes gravitationnelles sont d’infimes variations de l’espace-temps, provoquées par des phénomènes d’ampleur, comme la fusion de deux trous noirs. En analysant la forme de l’onde, comme celle que provoquerait un caillou jeté à la surface d’une mare, on peut déterminer la distance et les masses en présence.

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Trou noir : les premières images

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En l’occurrence, ces fusions, bien distinctes, sont intervenues à environ 900 millions et un milliard d’années-lumière de la Terre. Les trous noirs impliqués avaient respectivement une masse de 8,9 et 5,7 fois notre soleil. Face à eux, les étoiles à neutrons, d’une masse respective de 1,9 et 1,5 fois notre soleil, n’avaient aucune chance d’échapper à leur attraction fatale.


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"Si la différence de masse est trop grande, le trou noir avale tout d’un coup", explique Astrid Lamberts, chargée de recherche CNRS à l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA), et experte en "étoiles massives, qui sont les pro géniteurs des étoiles à neutrons et des trous noirs stellaires".

Si la différence de masse est trop grande, le trou noir avale tout d’un coup

Trous noirs stellaires et étoiles à neutrons sont parmi les objets les plus exotiques du monde cosmique.

Les deux résultent de l’effondrement, en fin de vie, d’une étoile massive sur elle-même. La masse du trou noir est si concentrée que la force de gravitation empêche toute chose d’en échapper, même la lumière. L’étoile à neutrons, bien qu’extraordinairement compacte, reste, elle, visible.


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Les observations des deux fusions trou noir-étoile à neutrons viennent compléter un tableau comptant à ce jour presque 50 fusions binaires de trous noirs, et une poignée de fusions binaires d’étoiles à neutron.

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