Les scientifiques ont identifié deux paires de trous noirs supermassifs – surnommés « Gondor » et « Rohan » – en utilisant une nouvelle méthode de détection qui relie les signaux d’ondes gravitationnelles aux observations de quasars. Cette découverte fournit les premiers points de référence concrets pour la détection d’ondes gravitationnelles individuelles et continues et la cartographie des trous noirs fusionnés à travers le cosmos.
Les « balises » de la fusion des trous noirs
La recherche, menée par l’Observatoire nord-américain Nanohertz pour les ondes gravitationnelles (NANOGrav), exploite le principe selon lequel les trous noirs supermassifs émettent des fréquences croissantes d’ondes gravitationnelles à mesure qu’ils se dirigent vers une collision. Les quasars, alimentés par des trous noirs supermassifs, agissent comme des « balises » – émettant des ondes gravitationnelles détectables lorsqu’un système binaire est présent.
Cette approche est importante car les fusions de trous noirs supermassifs sont cinq fois plus susceptibles de se produire au sein des quasars. En analysant 114 noyaux galactiques actifs (AGN), les centres lumineux des galaxies, les chercheurs ont pu identifier le Gondor (officiellement SDSS J0729+4008) et le Rohan (SDSS J1536+0411) comme principaux candidats.
Une nouvelle ère dans la détection des ondes gravitationnelles
La méthode de NANOGrav combine la détection du « bourdonnement » des ondes gravitationnelles de fond avec des observations précises des quasars. Cette approche à deux volets offre un moyen plus efficace d’identifier les trous noirs en fusion que les méthodes traditionnelles.
Les découvertes de l’équipe ont des implications immédiates pour l’astronomie des ondes gravitationnelles :
- Il fournit un cadre systématique pour les détections futures.
- Il facilite la création d’une carte de fond d’ondes gravitationnelles.
- Cela pourrait affiner notre compréhension des fusions de galaxies, de la physique des trous noirs et de la nature des ondes gravitationnelles elles-mêmes.
La dénomination des systèmes binaires – d’après des lieux du « Seigneur des anneaux » de Tolkien – était en partie un hommage aux chercheurs impliqués (Rohan Shivakumar) et un clin d’œil à l’imagerie dramatique des balises allumées signalant un conflit imminent dans l’histoire. Comme le dit Mingarelli : « Les phares étaient allumés ! »
Implications futures
NANOGrav poursuivra sa recherche de binaires de trous noirs supermassifs, dans le but de constituer un catalogue complet de fusions. Même un petit échantillon contribuera de manière significative à la carte de fond des ondes gravitationnelles. Cette recherche marque une étape cruciale vers le perfectionnement de notre capacité à observer et à comprendre certains des événements les plus puissants de l’univers.
La capacité de détecter systématiquement ces systèmes permettra de mieux comprendre comment les galaxies évoluent et comment les trous noirs façonnent le cosmos.
