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Détecter des fusions de trous noirs grâce à des simulations

lundi, 14 juin 2021 à 11:39 - Difficiles à identifier, les trous noirs pourraient désormais dévoiler leurs secrets grâce à l’aide de superordinateurs.


Les trous noirs sont reconnus pour être difficiles à observer. Preuve à l’appui : les scientifiques n’ont été en mesure qu’en 2019 seulement, de capter une première image radio d’un trou noir. De plus, ces derniers ont été capables de détecter environ 48 fusions de trous noirs exclusivement depuis 2015, année de la première détection, et ce, grâce à leurs ondes gravitationnelles. Il faut savoir que ces ondes chauffent les gaz environnants, ce qui produit de la lumière, qui peut par la suite être observée par télescope.

En quoi consistent les simulations ?

Celles-ci sont créées par des ordinateurs utilisant des ensembles d’équations complexes permettant d’illustrer comment la matière interagit dans les environnements de fusion. Par exemple, le superordinateur Blue Waters du National Center for Supercomputing Applications de l’université de l’Illinois peut effectuer plus de 13 000 billions de calculs à la seconde !

trous noirs *Crédit photo : NASA's Goddard Space Flight Center *

Des simulations pour mieux comprendre

Toutefois, si l’on fait le décompte, ces découvertes ne donnent que peu de données pour étudier ces manifestations astronomiques. C’est pourquoi des scientifiques ont créé des simulations de trous noirs. Par l’entremise de celles-ci, les chercheurs espèrent pouvoir être en mesure d’en apprendre davantage sur les fusions de trous noirs et surtout, de les identifier plus facilement dans le futur.

Mais au-delà de cela, ces simulations — notamment celles de systèmes binaires de trous noirs — pourront également aider la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna), dont la mission est de détecter des ondes gravitationnelles de basse fréquence depuis l’espace. Cet observatoire spatial, dirigé par l’Agence spatiale européenne avec une importante contribution de la NASA, devrait être lancé en 2034.

Si des simulations déterminent quelles caractéristiques électromagnétiques distinguent un système de trou noir binaire comparativement à d’autres événements astronomiques, les scientifiques pourraient être en mesure de détecter ces systèmes avant que LISA ne soit lancé selon l’astrophysicien Scott Noble, cocréateur de simulations de systèmes binaires de trous noirs monstres. Ces observations pourraient ensuite être confirmées par des détections supplémentaires, une fois l'observatoire LISA lancé.


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