Les trous noirs des masses les plus lourdes se forment non pas à partir d’étoiles mais par l’assemblage de grandes cavités, ont découvert les scientifiques

Nouvelle perspective sur l'origine des trous noirs les plus massifs

Les scientifiques, ayant étudié 153 événements de fusion de trous noirs enregistrés dans le catalogue GWTC‑4, ont conclu que les objets d'une masse supérieure à ~45 M⊙ ne se forment pas directement après la mort des étoiles. Au lieu de cela, ils se créent dans des amas d'étoiles anciennes, où les trous noirs existants entrent fréquemment en collision et s'unissent.

Ce qui a été étudié
- Événements : 153 fusions de trous noirs détectées par LIGO, Virgo et KAGRA.
- Objectif : déterminer comment apparaissent les objets les plus lourds – immédiatement après l'effondrement d'une étoile supermassive ou à travers une série de fusions successives.

Principales conclusions
1. Deux groupes de trous noirs
- *Petites masses* (jusqu'à ~45 M⊙) – probablement nés par l'effondrement du noyau d'une étoile massive lors d'une explosion supernova.
- *Grandes masses* (> 45 M⊙) – leur rotation et orientation indiquent des fusions multiples au sein d'amas denses.

2. Problème de «pérdition de masse»
Selon la théorie, les étoiles dans une certaine plage de masses ne laissent pas de trou noir après leur disparition : l'explosion détruit complètement le noyau. La limite inférieure de cette perte se situe autour de 45 M⊙. Ainsi, la formation directe de trous noirs plus massifs à partir d'une seule étoile est peu probable.

3. Scénario de chaîne de fusions
- Après la première fusion, la masse augmente et dans un amas dense la probabilité d'une seconde collision augmente.
- C'est ainsi que se forment des objets de plus de 45 M⊙.

Ce que disent les experts
- Izabel Romero‑Show : « Les trous noirs très massifs tournent plus vite, et leurs axes d'orientation semblent aléatoires – c’est exactement le signal que nous attendons des fusions multiples dans les amas. »
- Fabio Antonini (Université de Cardiff) : « La question n'est désormais pas seulement comment ces objets se forment, mais aussi s'ils corrigent nos modèles d'évolution stellaire. »

Conclusion
Les résultats soulignent l'importance des amas stellaires denses dans la création des trous noirs les plus lourds détectés par les ondes gravitationnelles. Cette découverte remet en question les conceptions traditionnelles de la formation directe de trous noirs massifs à partir d'étoiles isolées et met en évidence la nécessité d'inclure les fusions multiples dans les modèles d'évolution des objets compacts.