Une fusion cosmique inédite observée tout récemment

Une fusion cosmique inédite observée tout récemment, fruit des interactions entre une étoile à neutrons et un trou noir très léger.

Dans l’Univers, les collisions entre objets célestes sont fréquentes. Les astronomes aiment les observer et les étudier. Notamment les étoiles à neutrons et les trous noirs, résultat fréquent de l’évolution stellaire. Ces événements peuvent être détectés grâce aux ondes gravitationnelles, des ondulations dans l’espace-temps, que ces derniers génèrent durant leurs interactions. Récemment, des astronomes ont pu observer une fusion cosmique d’un nouveau genre.

Une fusion cosmique inédite observée tout récemment

Une étoile à neutron est une étoile très petite et très dense, elle se forme lors de l’effondrement d’étoiles massives en fin de vie. Lorsque deux d’entre elles se rapprochent, l’attraction gravitationnelle les fait tourner l’une autour de l’autre jusqu’à la collision. Il en va de même pour deux trous noirs, qui finissent par fusionner en un nouveau plus massif encore. La fusion d’une étoile à neutrons et d’un trou noir a déjà été observé, mais cette fois, il s’agit d’une étoile à neutrons et d’un objet plus lourd que l’étoile à neutrons, mais plus léger qu’un trou noir conventionnel, pesant “seulement” entre 2,5 et 4,5 fois la masse du Soleil.

Le fruit des interactions entre une étoile à neutrons et un trou noir très léger

Les deux objets observés se seraient tournés autour avant de fusionner il y a environ 650 millions d’années. Les ondes gravitationnelles générées ont été détectées le 29 mai 2023 par un réseau d’antennes établi au Japon, en Italie et aux États-Unis dans le cadre de la collaboration LIGO-Virgo-KAGRA (LVK). Si les experts ne savent pas encore précisément de quel objet il s’agit, il est possible que ce soit un trou noir très léger. À l’heure actuelle, le plus léger jamais observé pèse environ 5 masses solaires. Si cela est avéré, ce corps céleste prendrait place dans le “fossé de masse”, une région entre les étoiles à neutrons les plus lourdes et les trous noirs les plus légers. Leur étude est très délicate dans la mesure où les modèles actuels de formation des étoiles sont incapables de prédire la création de trous noirs dans la plage de masse observée. Une fois encore, l’évolution stellaire se révèle très complexe et nos théories existantes pour le moins bancales.

Ce qui explique pourquoi les astronomes restent fort prudents. Comme toujours, il faudra moult observations supplémentaires, d’autres validations et analyses approfondies avant d’aller plus loin. Et cette découverte soulève encore de nouvelles questions… À suivre !