Publié le 14 juillet 2026 à 13:10 par Jérôme G.

L'histoire classique de la naissance d'un trou noir à partir d'une étoile mourante est remise en question. Une nouvelle voie, plus violente et répétitive, semble être à l'origine d'une part significative de ces géants cosmiques.

En analysant les données des observatoires d'ondes gravitationnelles LIGO, Virgo et KAGRA, des scientifiques du MIT ont découvert qu'une proportion non négligeable de trous noirs ne provient pas directement de l'explosion d'étoiles massives, mais plutôt de la fusion d'objets plus petits.

Publiée dans la revue Physical Review Letters, cette découverte met en lumière un processus de fusion hiérarchique bien plus courant qu'imaginé initialement.

Des trous noirs de seconde génération

Quand une étoile massive s'effondre, le trou noir qui en résulte possède une rotation très faible. En revanche, lorsque deux trous noirs fusionnent, leur collision crée un nouveau trou noir de seconde génération tournant à une vitesse vertigineuse.

Co-auteur de l'étude, Salvatore Vitale précise qu'ils " tourneraient très vite, à environ 70 % de leur vitesse de rotation maximale possible ". C'est une asymétrie qui trahit leur origine.

Une paire de trous noirs en fusion dont l'un des membres a une masse et une rotation bien plus élevées que l'autre est un signe révélateur d'une fusion hiérarchique. Ce sont de telles paires que les chercheurs ont traquées dans les données pour établir leurs conclusions.

Quelle méthode a été utilisée pour cette analyse ?

Plutôt que d'analyser chaque signal d'onde gravitationnelle individuellement, l'équipe a cherché un motif caractéristique à travers l'ensemble du catalogue GWTC-4.0.

Ils ont modélisé le balancement orbital, ou précession, qui se produit juste avant la fusion lorsque les axes de rotation des trous noirs ne sont pas alignés avec leur plan orbital.

En appliquant ce modèle aux 155 paires de trous noirs binaires du catalogue, les chercheurs ont pu identifier un schéma récurrent. Leurs résultats indiquent qu'environ 14 % des fusions de trous noirs dans l'Univers pourraient être le fruit de ce processus de fusions répétées.

Le produit d'un recyclage cosmique

La théorie de l'évolution stellaire prédit qu'aucune supernova ne peut laisser derrière elle un trou noir de plus de 45 masses solaires, parce que les explosions seraient trop violentes. Pourtant, de tels objets ont été observés. La fusion hiérarchique est la candidate idéale pour une explication.

Journaliste GNT spécialisé en nouvelles technologies

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