C’est une collision cosmique unique à laquelle ont assisté des astronomes : à 17 milliards d’années-lumière, deux objets massifs ont fusionné en une seule entité monstrueuse grosse comme 142 Soleils. D’après une nouvelle étude menée par une équipe internationale de chercheurs, il s’agirait de la première collision entre deux étoiles à bosons, des corps qui pourraient être constitués de matière noire, rapportait Vice le 3 mars.
Leur union était si tumultueuse qu’elle a produit des perturbations dans l’espace-temps, appelées ondes gravitationnelles, qui ont balayé la Terre le 21 mai 2019. Cet événement, nommé GW190521, est le plus lointain et le plus massif de ce genre que les scientifiques ont jamais enregistré. Si les chercheurs ont d’abord pensé à une collision entre trous noirs, des particularités dans les mesures les ont amenés à développer une autre théorie : celle des étoiles à bosons.
« Nous avons réalisé que nous devions considérer deux objets qui, après la fusion, produisent un objet qui ne s’effondre pas immédiatement, mais oscille plutôt pendant un certain temps, produisant la partie manquante du signal », détaillent Juan Calderón Bustillo et Nicolás Sanchis-Gual, co-directeurs de l’étude. « L’option la plus naturelle, à savoir deux étoiles à neutrons, a été écartée, car la masse maximale d’une étoile à neutrons est de deux masses solaires, tandis que GW190521 impliquait des objets de plusieurs dizaines (voire des centaines) de masses solaires. »
L’équipe a découvert que la collision de deux étoiles à bosons pesant 115 masses solaires chacune pourrait produire un signal tel que GW190521. Malgré leurs masses énormes, ces objets seraient très denses, avec un rayon effectif d’environ 1000 kilomètres, qui engloberait jusqu’à 99 % de l’étoile (les auteurs précisent que le rayon réel d’une étoile à boson serait infini). Si cette origine proposée pour l’onde gravitationnelle GW190521 se vérifie, cela confirmerait pour la première fois que ces étoiles exotiques existent réellement.
De plus, la découverte pourrait nous éclairer sur l’un des plus grands mystères de la science : la nature de la matière noire. Prédits par la théorie de la relativité générale d’Einstein, on pense que ces astres sont constitués de bosons ultralégers, des particules des milliards de fois moins lourdes que les électrons. Ces particules, condensées dans un espace compact similaire à une bulle, pourraient donc permettre d’expliquer la matière noire. Mais le niveau d’incertitude reste malgré tout élevé, et il faudra attendre des études complémentaires pour en apprendre plus.
Source : Vice
