Une équipe internationale d'astrophysiciens a réussi à reconstituer le mouvement d’un trou noir né d’une collision, grâce aux ondes gravitationnelles émises lors de la fusion. Quand deux trous noirs tournent l’un autour de l’autre, ils déforment l’espace-temps et envoient ces ondulations à la vitesse de la lumière. Au moment de leur collision, une grande vague gravitationnelle est produite. En l’analysant, les scientifiques peuvent désormais déterminer les caractéristiques des trous noirs impliqués – leur masse, leur rotation – ainsi que celles du trou noir final né de la fusion.
Ainsi, dans une étude, les chercheurs ont réussi à mesurer la vitesse de propulsion du trou noir final issu de la fusion GW190412, observée en 2019 par les instruments LIGO et Virgo. Ils démontrent qu'en raison de l’asymétrie de masse entre les deux trous noirs en orbite, leur collision a propulsé le trou noir fusionné à plus de 50 kilomètres par seconde. L’un des trous noirs avait effectivement une masse de 29,7 fois celle du Soleil, tandis que l’autre était plus de trois fois plus petit, avec seulement 8,4 masses solaires. Pour la première fois, les chercheurs ont trouvé une méthode permettant de calculer l'impulsion que reçoit un objet astrophysique au moment de sa naissance, appelée le “coup natal”. « C’est l’un des rares phénomènes en astrophysique où nous ne faisons pas qu’observer, mais où nous parvenons à reconstituer le mouvement complet, en trois dimensions, d’un objet situé à des milliards d’années-lumière, uniquement grâce aux ondulations de l’espace-temps », souligne l’astrophysicien Koustav Chandra de l’Université d’État de Pennsylvanie.
Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives. En effet, ces “coups natals” peuvent être si puissants qu’ils éjectent un trou noir de son environnement, que ce soit un amas d’étoiles ou même une galaxie entière. Leur orientation et leur intensité pourraient également permettre aux chercheurs de faire la distinction entre les fusions accompagnées de signaux lumineux – comme des sursauts électromagnétiques – et celles qui passent totalement inaperçues.
Nature : https://www.nature.com/articles/s41550-025-02632-5
