Onde gravitationnelle : la nouvelle vague

Et de deux ! Les physiciens de l’observatoire américain Ligo viennent d’annoncer la détection d’une seconde onde gravitationnelle, résultat de la fusion de deux trous noirs. Le tout premier pas d’une nouvelle astronomie.

Dans la foulée du premier enregistrement survenu le 14 septembre 2015 qui a enthousiasmé les physiciens et fait la une des journaux, les deux antennes de l’observatoire américain Ligo ont enregistré un second signal, que les chercheurs viennent d’annoncer au cours de la 228e conférence de l’American Astronomical Society, la Société Américaine d’Astronomie, qui se déroule du 12 au 16 juin 2016 à San Diego (Californie, Etats-Unis). Cette seconde vague est arrivée aux deux détecteurs – situés aux Etats-Unis, l’un à Hanford (État de Washington) à l’ouest du pays, l’autre à Livingstone (Louisiane), au sud-est – le 26 décembre 2015, en plein dans les festivité de fin d’année.

Elle est le résultat d’une fusion survenue à 1,4 milliard d’années-lumière de la Terre, entre deux trous noirs de masse respective équivalente à 8 et 14 fois celle de notre étoile. Ces ondes ont donc voyagé pendant 1,4 milliard d’années avant de nous parvenir ! Les trous noirs correspondent au stade ultime de l’évolution des étoiles massives, des astres fascinants qui attirent et « avalent » irrémédiablement toute lumière et matière qui passe à leur proximité. Ces deux monstres cosmiques pris dans leur champ gravitationnel respectifs, se sont rapprochés l’un de l’autre selon des spirales de plus en plus serrées.

Ondes gravitationelles

Les ondes gravitationnelles sont des déformations de l’espace-temps prédites par Einstein.

Leur rapprochement a généré des vibrations de l’espace, tel que l’avait prédit Albert Einstein il y a tout juste un siècle et qui ont put être observé pendant environs une seconde. Après cette danse d’approche, ils ont fusionné en un astre unique de 20,8 fois la masse du Soleil. Un simple calcul permet de comprendre que lors de cet événement, l’équivalent d’un peu plus d’une masse solaire s’est convertie en énergie emportée par l’onde gravitationnelle, selon la célèbre formule d’Einstein E = mc2 , qui exprime l’équivalence entre la masse et l’énergie, « c » étant la vitesse de la lumière.

Ce nouvel enregistrement confirme le résultat éclatant obtenu en février dernier et permet aux chercheurs d’envisager le futur de cette nouvelle astronomie avec confiance : « La détection de deux évènements presque coup sur coup montre que la fusion de trous noirs n’est pas un phénomène rare dans l’Univers », se réjouit Benoit Mours, chercheur au Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de physique des particules (LAPP) du CNRS et de l’université Savoie-Mont Blanc, qui, en tant que membre de Virgo, a participé à l’analyse des données. D’ailleurs celles-ci laissent entrevoir un troisième événement, qui serait survenu le 2 octobre !

Cette rafale de détections d’ondes gravitationnelles a eu lieu depuis septembre 2015, date à laquelle les deux détecteurs américains ont vu leur sensibilité grandement améliorée, de sorte qu’ils peuvent désormais sonder un volume d’Univers une trentaine de fois plus grand que dans sa configuration initiale. Ils ont été ainsi rebaptisés « advanced Ligo ».

L’antenne de Virgo, l’observatoire européen (essentiellement franco-italien), située près de Pise en Italie, a commencé sa mue un an plus tard et ne devrait la terminer qu’à la fin 2016. Il se transformera alors en « advanced Virgo ». Le montant des investissements pour cette amélioration est de 24 millions d’euros pour Virgo. « Nous sommes sur le point d’aboutir, précise Benoit Mours. Actuellement, le faisceau laser circule dans un des bras de l’interféromètre et mi-juillet, nous allons commencer l’ensemble des réglages ».

En attendant que d’autres observatoires –encore à l’état de projet ou en construction– en Inde, en Chine et au Japon viennent prêter main forte aux deux pionniers.

Source : Sciences & Avenir

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, la page Astronomie/Physique.

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