Observation d’une capture dynamique de deux trous noirs

Un groupe de chercheurs, dont certains sont liés à l’IHES, a récemment suggéré qu’un événement d’ondes gravitationnelles, différent de ceux observés jusqu’à présent, pourrait avoir été généré par la capture dynamique de deux trous noirs lourds dans un environnement stellaire dense.

L’équipe comprend Alessandro Nagar, ancien titulaire de la Chaire de Cosmologie et d’Astrophysique, ainsi que Sebastiano Bernuzzi, Piero Rettegno, Rossella Gamba, Simone Albanesi et Gregorio Carullo, qui ont été chercheurs invités à l’IHES. Le signal d’ondes gravitationnelles sur lequel ils ont travaillé est GW190521, qui a été détecté par les observatoires LIGO et Virgo en 2019.

Leur idée est née d’une analyse de données très sophistiquée réalisée sous la direction de Sebastiano Bernuzzi (FSU Jena) et d’Alessandro Nagar (INFN Torino). Leurs groupes respectifs ont utilisé un modèle de rélativité générale pour décrire la fusion de trous noirs hautement excentriques et ont effectué une analyse approfondie des données d’observation.

Aucun modèle de capture dynamique n’avait jamais été utilisé auparavant dans l’analyse des données relatives aux ondes gravitationnelles. L’analyse a nécessité d’une extrême prudence et une puissance de calcul considérable.

Les résultats ont été publiés le 17 novembre dans la revue « Nature Astronomy » [1].

Alessandro Nagar a été titulaire de la chaire de cosmologie et d’astrophysique de l’IHES et a travaillé à l’Institut entre 2007 et 2016. Depuis, il a régulièrement été chercheurs invité à l’Institut.

Simone Albanesi, Sebastiano Bernuzzi, Gregorio Carullo, Rossella Gamba , Alessandro Nagar, et Piero Rettegno ont été chercheurs invités à l’IHES en 2022 et ont collaboré avec Thibault Damour, professeur permanent à l’Institut, qui a participé à certaines des discussions qui ont conduit à ces résultats. Certaines de ces visites ont été financées grâce au soutien de la Fondation du Prix Balzan, contribuant ainsi à former une nouvelle génération de physiciens en astronomie des ondes gravitationnelles, dans le plein esprit du Prix Balzan.

L’IHES félicite chaleureusement le groupe pour ces résultats importants !

 

 

Strange black hole merger may have been a rare random encounter, un article qui explique ces résultats plus en détails, publié sur ArsTechnica.

[1] Gamba, R., Breschi, M., Carullo, G. et al. GW190521 as a dynamical capture of two nonspinning black holes. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01813-w