Ecole de Physique des Astroparticules
27 mai - 1 juin 2013
OHP, Saint Michel l'Observatoire
Ondes Gravitationnelles

Les binaires compactes comme sources d'ondes gravitationnelles.

Philippe GRANDCLEMENT
  Laboratoire de l'univers et de ses théories (LUTH)

Cours
Je passerai en revue les différentes populations de binaires d'objets compacts susceptibles d'être observées soit par les interféromètres terrestres, soit par une future mission spatiale.
Chapitres
  1. Généralités sur les binaires compactes
  2. Binaires de masse stellaires
  3. Binaires de trous noirs supermassifs.
  4. Binaires à rapport de masse extrême


Résumé

Les systèmes binaires composés de deux objets compacts, étoiles à neutrons ou trous noirs (et dans une moindre mesure naine blanches) constituent le prototype même du bon émetteur d'ondes gravitationnelles. A ce titre il s'agit de la cible principale des détecteurs interférométriques. Si une détection directe serait évidemment une première importante, l'existence des ondes gravitationnelles n'est plus à démontrer depuis la découverte du pulsar binaire de Hulse et Taylor et il s'agit plutôt de se servir des ondes comme d'un nouveau vecteur d'information sur les objets émetteurs.

Je passerai en revue les trois populations habituelles de binaires compactes, à savoir les binaires de masse stellaires, les binaires de trous noirs supermassifs ainsi que les binaires à rapport de masse extrême. Pour chacune de ces populations nous détaillerons les perspectives de détection que ce soit du point de vue des signaux attendus que des taux de détections. Je montrerai également quelles sont les retombées physiques que l'on peut attendre de l'observation des ondes émises par chaque type de sources. Citons par exemple les contraintes sur les équations d'état des étoiles à neutrons dans le cas des binaires  stellaires, des indications sur le scénario de formation des galaxies pour les trous noirs supermassifs ou bien des tests de la relativité générale dans le cadre des binaires à rapport de masse extrême.


 
Bibliographie
  • "Physics, Astrophysics and Cosmology with Gravitational Waves", B.S. Sathyaprakash et Bernard F. Schutz,, Living Rev. Relativity 12,  (2009),  2. http://www.livingreviews.org/lrr-2009-2
  • "Gravitational waves from merging compact binaries", S.A. Hughes, Ann. Rev. Astro. Astrophys. 47, 107 (2009). arxiv:0903.4877
  • "Physics of relativistic objects in compact binaries: from birth to coalescence" M. Colpi, P. Casella, V. Gorini, U. Morschella et A. Possenti, Springer-Verlag (2008)

 

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