GW250114

GW250114
Représentation de GW250114 et du signal reconstruit.
Détection
Date de détection	14 janvier 2025
Publication des résultats	9 septembre 2025
Détecté par	LIGO
Données
Source	Coalescence de trou noir binaire
Masse principale ${\displaystyle m_{1}}$	33,6+1,2 −0,8 M☉
Masse secondaire ${\displaystyle m_{2}}$	32,2+0,8 −1,3 M☉
Masse totale ${\displaystyle M}$	65,8+1,1 −1,2 M☉
Masse chirp ${\displaystyle {\mathcal {M}}}$	28,6+0,5 −0,5 M☉
Spin principal ${\displaystyle \chi _{1}}$	≤ 0,24
Spin secondaire ${\displaystyle \chi _{2}}$	≤ 0,26
Spin effectif ${\displaystyle \chi _{\mathrm {eff} }}$	−0,03+0,03 −0,04
Décalage vers le rouge (z)	0,09 ± 0,01
Distance de luminosité	403+74 −70 Mpc
Rapport signal sur bruit	80

GW250114 est un signal d'ondes gravitationnelles observé par les deux détecteurs LIGO le 14 janvier 2025. Il s'agit du signal le plus fort observé jusqu'à ce jour (septembre 2025), atteignant un rapport signal sur bruit de 80, battant le record de GW230814 (qui n'avait été toutefois observé que par un seul détecteur). Il a été comparé à la première détection d'ondes gravitationnelles, GW150914 avec laquelle il partage des paramètres similaires ; le rapport signal sur bruit bien plus élevé est le témoin de l'amélioration des détecteurs sur les dix années les séparant, là où les amplitudes des deux signaux sont relativement proches^{[1],[2],[3],[4]}.

Le signal est issu de la fusion de deux trous noirs, de masses respectives autour de 33.6 M_☉ et 32.2 M_☉. Leurs spins respectifs sont relativement faibles, en dessous de 0.25^[1].

Le système est situé à 403+74
−70 Mpc de la Terre, correspondant à un décalage vers le rouge de 0,09 ± 0,01^[1].

GW250114 a été détecté par les deux observatoires LIGO, avec un rapport signal sur bruit de 53 pour LIGO Hanford et 60 pour Livingston (donnant un rapport combiné de 80). Le détecteur européen Virgo, qui participait également à la période d'observation, était alors hors-ligne pour une maintenance de routine^[1].

L'évènement a été rapporté 17 s plus tard par toutes les recherches à faible latence en activité, incluant les recherches GstLAL, MBTA, PyCBC et SPIIR, dédiées à ce type d'évènement, et les recherches non-modellisées cWB et MLy^[1].

GW250114 se démarque principalement par son rapport signal sur bruit, de loin le plus élevé observé, y compris pour chaque détecteur individuellement. Cette clarté du signal permet une très bonne estimation des paramètres du signal, avec une erreur de l'ordre de ±1 M_☉ sur les masses des objets, ainsi qu'une relativement bonne localisation (notamment au regard de l'absence de Virgo)^[1].

Cette clarté ouvre également la voie à plusieurs tests de la relativité générale. Cela passe notamment par une mesure précise du ringdown, le signal émis alors que le trou noir issu de la fusion se stabilise. Le rapport signal sur bruit élevé permet la mesure de celui-ci plus loin de la fusion elle-même, et d'identifier clairement deux modes différents. Cette mesure permet notamment une bonne comparaison avec ce qui est attendu d'un trou noir de Kerr, montrant une bonne coïncidence avec les attentes^[1].

Cette mesure permet également une bonne estimation des paramètres du trou noir final s'appuyant uniquement sur le ringdown. Celle-ci peut alors être utilisée pour démontrer la loi des aires de Hawking (second principe de la thermodynamique des trous noirs), qui stipule que l'aire de l'horizon des évènements d'un trou noir ne peut qu'augmenter (et dans le cas d'une fusion de trous noirs, place ainsi une limite sur la quantité d'énergie pouvant être émise en ondes gravitationnelles). La mesure montre un très bon accord avec la prédiction, l'aire totale des deux trous noirs progéniteurs étant autour de 235 000 km² contre 367 000 km² pour le trou noir final^[2].

L'évènement fournit également un aperçu de l'évolution de la sensibilité des détecteurs depuis la première détection dix ans plus tôt. Cet évènement, GW150914 présentait en effet des masses similaires (36 M_☉ et 29 M_☉) et se situait à une distance proche^[5], et avait donc une amplitude très similaire à GW250114. Les détecteurs ont cependant grandement augmenté leur sensibilité, passant de 80 Mpc en 2015 à plus de 155 en 2025^[1],[6].

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