Catalogue des détections d’ondes gravitationnelles
Toutes les sources d’ondes gravitationnelles que nous avons détectées jusqu’à présent sont centralisées dans le catalogue de signaux transitoires d’ondes gravitationnelles (GWTC). Le GWTC est un catalogue cumulatif, il est mis à jour avec de nouvelles sources d’ondes gravitationnelles à la fin de chaque période d’observation (ou à un moment donné au cours d’un cycle). Le GWTC contient non seulement les sources d’ondes gravitationnelles détectées lors d’une campagne donnée, mais aussi tous les résultats scientifiques, tels que les masses et les distances estimées des binaires. Tous les contenus scientifiques publiés avec le GWTC peuvent être téléchargés à partir du Gravitational Wave Open Scienc Center (GWOSC).
GWTC-3 est notre dernier catalogue de signaux transitoires d’ondes gravitationnelles et il inclut les événements d’ondes gravitationnelles détectés lors des premier, deuxième et troisième (le dernier) cycles d’observation. Outre la première observation de la fusion d’un trou noir binaire, GW150914, et l’observation multi-messagers de la fusion d’une étoile binaire à neutrons GW170817, GWTC-3 présente tous les événements sources d’ondes gravitationnelles observés jusqu’à présent.
En effet, le nombre total de sources présentes dans le GWTC-3 est de 90! La figure 1 présente toutes les sources d’ondes gravitationnelles présentes dans le GWTC, classées suivant le cycle d’observation au cours duquel elles ont été détectées. L’augmentation notable du taux de détection est due à l’amélioration significative de la sensibilité de nos détecteurs qui permet ainsi la détection de signaux d’ondes gravitationnelles de plus en plus lointains.
Voici quelques événements intéressants et inattendus présents dans le catalogue GWTC-3:
- GW190412: ce signal a été produit par la coalescence d’un système binaire de trous noirs de masses inégales, l’un étant plus de trois fois plus lourd que l’autre (30 et 8 fois la masse du Soleil). La différence de masse a produit des modulations spécifiques du signal, prédites par la théorie, mais jamais observées auparavant.
- GW190425: La fusion à l’origine de ce signal pourrait être une fusion binaire d’étoiles à neutrons ou une fusion dans laquelle au moins un des objets est un trou noir. Dans les deux cas, il s’agirait d’un système considérablement différent de tous ceux connus dans notre galaxie, en termes de masse des objets impliqués.
- GW190521: la fusion de deux trous noirs a donné naissance à un trou noir résiduel d’environ 150 masses solaires. Nous n’avions jamais observé de tels trous noirs, et ils pourraient donc constituer le chaînon manquant entre les trous noirs de masse stellaire et les trous noirs supermassifs observés au centre des galaxies.
- GW190814: l’un des objets impliqués dans cette fusion a une masse d’environ 2,6 masses solaires, c’est-à-dire qu’il se situe dans ce que l’on appelle la « zone de masse interdite », une gamme de masses trop légères pour un trou noir mais trop lourdes pour une étoile à neutrons. La nature de l’objet lui-même reste mystérieuse, car les observations par ondes gravitationnelles ne permettent pas de déterminer s’il s’agit d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons.
- GW200105 et GW200115: ces deux événements représentent les premières observations d’ondes gravitationnelles générées par une paire étoiles à neutrons-trous noirs. Chacun de ces signaux correspond aux dernières orbites de l’étoile à neutrons et du trou noir avant leur fusion.