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Les collisions de galaxies ne sont pas rares et peuvent même finir en une fusion, comme le montrent, par exemple, les images prises par le télescope spatialtélescope spatial Hubble. Or, les galaxies contiennent en leur cœur un trou noir supermassif dont la masse est généralement comprise entre quelques millions et quelques milliards de masses solaires. Comme les autres univers-îles, notre Voie lactée en possède un.
Ces trous noirs doivent sans doute croître de pair avec leur galaxie, par coalescencecoalescence. Il existe en effet un lien entre la masse d'une galaxie et celle de son trou noir central, mais ce couplage est mal connu. Pour mieux le comprendre, une stratégie possible repose sur l'astronomie gravitationnelle dont l'ère vient de s'ouvrir avec la détection des fusions de trous noirs de masses stellaires par Ligo.
Toutefois, bien que la fusion des trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs soit une source puissante d'ondes gravitationnellesondes gravitationnelles, la bande de longueurs d'ondelongueurs d'onde idéale pour l'observation est inaccessible aux détecteurs terrestres, imposant des instruments dans l'espace, qui n'existent pas encore. C'est là l'objectif de l'Esa, l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne, avec eLisa, qui devrait être lancé cours des années 2030. L'instrument devrait être en mesure de sonder presque tout l'univers observable délimité par notre horizon cosmologique.
Mais combien de fusions eLisa pourra-t-il étudier ? Une partie de la réponse dépend du temps que mettent les trous noirs supermassifs pour se rapprocher une fois engagée la fusion de deux galaxies. Selon les travaux publiés sur arXiv par une équipe internationale de chercheurs, il suffirait de dix millions d'années environ. Cette duréedurée, fournie par des simulations numériquessimulations numériques, est bien plus courte que ce que l'on pensait jusqu'à présent. Cela semble de bon augure pour les observations que fera eLisa.
