Que se passe-t-il quand deux trous noirs fusionnent ?

La principale caractéristique des trous noirs, c’est que comme le suggère leur nom, ils sont difficiles à observer. Une caractéristique peu surprenante quand on sait qu’ils n’émettent presque aucune lumière tout en dévorant goulûment le moindre photon qui passe dans leur voisinage. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle il a fallu patienter aussi longtemps avant de pouvoir reconstituer la première image d’un trou noir, et que son obtention a eu un tel écho autant auprès des scientifiques que du grand public.

Dans la mesure où étudier ces monstres cosmiques s’avère déjà ardu, on pourrait s’attendre à ce que l’étude de leurs interactions soit encore plus compliquée… mais une étude récemment parue dans Physical Review Letters  et relayée par BGR semble en tout cas suggérer le contraire. Tout a commencé avec l’observation d’un flash massif, mais extrêmement bref. Si bref que le temps de faire la mise au point, il avait déjà disparu; et d’après l’équipe de recherche, l’origine de cette lumière pourrait bien être  une collision entre deux trous noirs !

S’ils soupçonnent cet événement d’avoir causé le flash observé, c’est parce que l’un d’entre eux, un gigantesque trou noir supermassif, présentait déjà des signes d’activité depuis des années. Ces géants, présents au centre de nombreuses galaxies, sont entourés d’une vaste cohorte d’objets cosmiques en perdition, qui s’en rapprochent inexorablement jusqu’à être avalés. Et parmi ces objets, il y a d’autres trous noirs plus petits, qui se livrent à un ballet impressionnant.

Une danse entre titans cosmiques

Au gré de leurs mouvements, ils peuvent parfois trouver “un partenaire gravitationnel” avec lequel ils vont s’apparier. Mais cette interaction ne dure que très rarement, et l’un des deux partenaires finit en général par perdre le second à cause de l’agitation extrême qui règne dans ces zones. Mais autour d’un trou noir supermassif, dans une zone que l’on appelle son “disque”, la dynamique est différente à cause des multitudes de gaz qui convergent vers son centre. Dans une comparaison superbement  trouvée, l’un des membres de l’équipe de recherche explique que cela “convertit une mosh pit en un menuet classique qui organise les trous noirs et leur permet de s’apparier”.

Et une fois qu’ils forment une paire, les deux trous noirs qui gravitent chacun autour de l’autre vont entamer une dernière danse qui aboutit à leur fusion. Enfin, ce nouveau trou noir soudainement devenu plus massif et volumineux va émettre une intense décharge d’énergie dans une direction au hasard, qui va le propulser à travers les gaz piégés par le trou noir supermassif. C’est la réaction de ce gaz à ce gigantesque projectile qui va générer un flash bref, mais dont l’intensité pourrait faire passer notre soleil pour une vulgaire étincelle.

Malheureusement, la rapidité de ce flash fait que les astronomes ne sont pas parvenus à tirer toutes les données souhaitées de cet événement particulièrement intense et spectaculaire. En revanche, ils sont confiants dans le fait d’avoir consciencieusement éliminé toutes les autres possibilités qui auraient pu correspondre à ce flash, comme une supernova, ou un événement de rupture par effet de marée.

Ce nouveau trou-noir pourrait même causer une nouvelle explosion lui-même d’ici quelques années. Et cette-fois, ils savent où regarder : les astronomes du CUNY seront donc prêts à tout enregistrer, et à glaner de nouvelles données sur les conditions de formation et la vie des trous noirs.