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provisoire aux traductions de SXIENCE X , mon correspondant American quotidien ;;;Les
discussions reprendront prochainement avec MR
PEPPER
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Les
détecteurs LIGO et Virgo capturent la première onde gravitationnelle d'une
fusion de trous noirs binaires avec des masses inégales
par Max
Planck Society
Fusion de
trous noirs binaires où les deux trous noirs ont des masses distinctement
différentes d'environ 8 et 30 fois celles de notre Soleil. Crédit:
N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational
Physics), Simulating eXtreme Spacetimes project
Les attentes
de la communauté de recherche sur les ondes gravitationnelles ont été
satisfaites: les découvertes sur les ondes gravitationnelles font désormais
partie de leur travail quotidien, comme elles l'ont vérifié dans la dernière
campagne d'observation, O3avec , de nouveaux candidats aux ondes
gravitationnelles environ une fois par semaine. Mais maintenant, les chercheurs
ont publié un signal remarquable qui ne ressemble à aucun de ceux vus
auparavant: GW190412 est la première observation d'une fusion de trous noirs
binaires où les deux trous noirs ont des masses distinctement différentes
d'environ 8 et 30 fois celles de notre Soleil. Non seulement cela a permis des
mesures plus précises des propriétés astrophysiques du système, mais cela a
également permis aux scientifiques de LIGO / Virgo de vérifier une prédiction
jusqu'ici non testée de la théorie de la relativité générale d'Einstein.
"Pour
la toute première fois, nous avons" entendu "dans GW190412 le
bourdonnement indubitable d'une onde gravitationnelle d'une onde harmonique
supérieure, semblable aux harmoniques d'instruments de musique", explique
Frank Ohme, chef du groupe de recherche indépendant Max Planck
"Observations de fusion binaire et numérique Relativité "à l'Institut
Max Planck de physique gravitationnelle (Albert Einstein Institute; AEI) à
Hanovre. "Dans des systèmes avec des masses inégales comme GW190412 -
notre première observation de ce type - ces harmoniques dans le signal d'ondes
gravitationnelles sont beaucoup plus fortes que dans nos observations
habituelles. C'est pourquoi nous ne pouvions pas les entendre auparavant, mais
dans GW190412, nous avons finalement pu" Cette observation confirme une
fois de plus la théorie d'Einstein de la relativité générale, qui prédit
l'existence de ces harmoniques supérieures, c'est-à-dire des ondes
gravitationnelles à deux ou trois fois la fréquence fondamentale observée
jusqu'à présent.
«Les trous
noirs au cœur de GW190412 ont respectivement 8 et 30 fois la masse de notre Soleil.
C'est le premier système de trous noirs binaires que nous avons observé pour
lequel la différence entre les masses des deux trous noirs est si grande!
" dit Roberto Cotesta, un doctorat. étudiant à la division
"Relativité astrophysique et cosmologique" à l'AEI de Potsdam.
"Cette grande différence de masse signifie que nous pouvons mesurer plus
précisément plusieurs propriétés du système: sa distance par rapport à nous,
l'angle avec lequel nous le regardons et la vitesse à laquelle le lourd trou
noir tourne autour de son axe
Le GW190412
a été observé à la fois par les détecteurs LIGO et le détecteur Virgo le 12
avril 2019, au début du troisième cycle d'observation des détecteurs O3. Les
analyses révèlent que la fusion s'est produite à une distance de 1,9 à 2,9
milliards d'années-lumière de la Terre. Le nouveau système de masse inégale est
une découverte unique car tous les binaires observés précédemment par les
détecteurs LIGO et Virgo étaient constitués de deux masses à peu près
similaires.
Des masses
inégales se singularisent t sur le signal d'ondes gravitationnelles observé, ce
qui permet aux scientifiques de mesurer plus précisément certaines propriétés
astrophysiques du système. La présence d'harmoniques supérieures permet de
briser une ambiguïté entre la distance au système et l'angle sous lequel nous regardons son plan orbital;
par conséquent, ces propriétés peuvent être mesurées avec une plus grande
précision que dans les systèmes à masse égale sans harmoniques plus élevées.
"Au
cours de O1 et O2, nous avons observé la pointe de l'iceberg de la population
binaire composée de trous noirs de masse stellaire", explique Alessandra
Buonanno, directrice de la division "Astrophysical and Cosmological
Relativity" à l'AEI de Potsdam et professeur à College Park. à
l'Université du Maryland. "Grâce à l'amélioration de la sensibilité,
GW190412 a commencé à nous révéler une population en quelque sorte submergée plus diversifiée, caractérisée par
une asymétrie de masse aussi grande que 4 et des trous noirs tournant à environ
40% de la valeur maximale possible permise par la relativité générale",
ajoute-t-elle.
Les
chercheurs de l'AEI ont contribué à la détection et à l'analyse de GW190412.
Ils ont fourni des modèles précis des ondes gravitationnelles des trous noirs
coalescents qui comprenaient, pour la première fois, à la fois la précession
des spins des trous noirs et les moments multipolaires au-delà du quadripôle
dominant. Ces caractéristiques imprimées dans la forme d'onde étaient cruciales
pour extraire des informations uniques sur les propriétés de la source et
effectuer des tests de relativité générale. Les groupes d'ordinateurs hautes
performances "Minerva" et "Hypatia" à AEI Potsdam et
"Holodeck" à AEI Hannover ont contribué de manière significative à
l'analyse du signal.
Tester la
théorie d'Einstein
Les
scientifiques de LIGO / Virgo ont également utilisé GW190412 pour rechercher
les écarts des signaux par rapport à ce que prédit la théorie générale de la
relativité d'Einstein. Même si le signal a des propriétés différant t à toutes les autres trouvées
jusqu'à présent, les chercheurs n'ont pu trouver aucun écart significatif par
rapport aux prédictions relativistes générales.
Un réseau
international amélioré de détecteurs utilisant la lumière comprimée
Cette
découverte est la deuxième signalée lors du troisième cycle d'observation (O3)
du réseau international de détecteurs d'ondes gravitationnelles. Les
scientifiques des trois grands détecteurs ont apporté plusieurs améliorations
technologiques aux instruments.
"Au cours
de l'O3, une lumière comprimée a été utilisée pour améliorer la sensibilité du
LIGO et de la Vierge. Cette technique de réglage minutieux des propriétés
mécaniques quantiques de la lumière laser a été lancée par le détecteur
germano-britannique GEO600", explique Karsten Danzmann, directeur de l'AEI
Hanovre et directeur de l'Institut de physique gravitationnelle de l'Université
Leibniz de Hanovre. "L'AEI dirige les efforts mondiaux pour maximiser le
degré de compression, ce qui a déjà amélioré la sensibilité du détecteur GEO600
d'un facteur deux. Nos progrès dans cette technologie profiteront à tous les
futurs détecteurs à ondes gravitationnelles."
Le réseau de
détecteurs a émis des alertes pour 56 événements possibles d'ondes
gravitationnelles (candidats) dans O3 (du 1er avril 2019 au 27 mars 2020 avec
une interruption pour les mises à niveau et la mise en service en octobre
2019). Sur ces 56, un autre signal confirmé, GW190425, a déjà été publié. Les
scientifiques du LIGO et de la Vierge examinent les 54 candidats restants et
publieront tous ceux pour lesquels des analyses de suivi détaillées
confirmeront leur origine astrophysique.
L'observation
de GW190412 signifie que des systèmes similaires ne sont probablement pas aussi
rares que prévu par certains modèles. Par conséquent, avec des observations
d'ondes gravitationnelles supplémentaires et des catalogues d'événements de
plus en plus nombreux à l'avenir, il faut s'attendre à davantage de tels
signaux. Chacun d'eux pourrait aider les astronomes à mieux comprendre comment
se forment les trous noirs et leurs systèmes binaires, et apporter un nouvel
éclairage sur la physique fondamentale de l'espace-temps.
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Explore further
Researchers find gravitational wave candidates from
binary black hole mergers in public LIGO/Virgo data
More information: GW190412: Observation of a
Binary-Black-Hole Coalescence with Asymmetric Masses, arXiv:2004.08342
[astro-ph.HE] https://arxiv.org/abs/2004.08342
Provided by
Max Planck Society
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MES COMMENTAIRES
L’article
appuie fortement sur les perfectionnements scientifiques et technologiques réalisées
pour la campagne 03 .bravo pour les résultats !
Cela dit quiconque a joué avec les phénomènes
ondulatoires s attends un jour ou l’autre a se frotter à des phénomènes de
résonance et d’harmoniques … J’avoue que je ne m’attendais pas à des
observations aussi rapides avec des ondes
gravitationnelles !!!!
Tout cela et ce qui va venir après va
contribuer à enrichir le catalogue des propriétés de l’espace-temps einsteinien
…..Notamment pour ce qui concerne son élasticité , sa résilience et les diverses qualités de connexions
possibles ( « sa connectivité » ???????)
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