Ondes gravitationnelles : Virgo, le détecteur européen, à nouveau en chasse

Une version améliorée du détecteur européen Virgo est partie à la chasse aux ondes gravitationnelles. La machine fait équipe avec Ligo, aux États-Unis. À la clé, peut-être, des vérifications spectaculaires en astrophysique et bien d’autres surprises.

Il y a dix ans, l’interféromètre Virgo, construit près de Pise, en Italie, par les Européens (c’est le cousin du détecteur d’ondes gravitationnelles Ligo situé aux États-Unis) débutait enfin sa prise de données. Les recherches se sont poursuivies pendant presque une décennie, en Europe et outre-Atlantique, sans autre résultat que de poser des bornes sur les caractéristiques des sources d’ondes gravitationnelles possibles observables dans la bande de fréquences des deux détecteurs. Les hypothèses de détection les plus optimistes n’étant pas confirmées par la nature, des pauses plus ou moins longues ont été imposées aux deux machines afin de faire le nécessaire pour améliorer la sensibilité des deux instruments.

Ligo a redémarré en premier, fin 2015, et les améliorations réalisées ont tout de suite payé : on en est maintenant à la détection d’au moins trois fusions de trous noirs dans trois systèmes binaires ! Les informations déjà obtenues sont spectaculaires mais les chercheurs s’attendent à faire bien mieux dans les années qui viennent, car la technologie laisse augurer de nouvelles montées en sensibilité de la machine. Surtout, les astronomes relativistes attendaient avec impatience le redémarrage de Virgo, également dans sa version améliorée.

En effet, Ligo n’est constitué que de deux interféromètres, ce qui ne permet pas vraiment de repérer sur la voûte céleste une région précise d’où provient une onde gravitationnelle détectée. En revanche, avec une troisième machine observant simultanément, il est possible de faire de la triangulation, et donc, éventuellement, d’attribuer une contrepartie électromagnétique au signal que peuvent détecter les trois télescopes à ondes gravitationnelles.

Virgo

Une vue de l’intérieur de Virgo, le détecteur européen d’ondes gravitationnelles. (Source : Istituto Nazionale di Fisica Nucleare).

Cela pourrait être, par exemple, une explosion de supernova dans la Voie lactée ou des collisions d’étoiles à neutrons. Dans le cas d’une supernova suffisamment proche, on serait même en mesure de combiner des signaux dans trois fenêtres d’observation complémentaires : les ondes électromagnétiques, les ondes gravitationnelles et un flux de neutrinos. Bien des modèles astrophysiques concernant les explosions d’étoiles et les collisions d’astres compacts pourraient donc obtenir des vérifications spectaculaires ou, qui sait, peut-être révéler des indices concernant une nouvelle physique.

Or, justement, les membres de la collaboration Virgo ont fait savoir sur leur site que le détecteur européen avait rejoint les deux détecteurs états-uniens de la collaboration Ligo pour une campagne d’observation commune baptisée « Run d’Observation 2 » (O2). Celle-ci a commencé le mardi 1er août 2017 après plusieurs années consacrées aux améliorations de Virgo depuis son arrêt en 2011 (suivies des quelques mois nécessaires pour qu’ingénieurs et physiciens fassent les derniers réglages de la machine et vérifient que tout fonctionnait bien comme prévu).

La prise de données O2 a démarré le 30 novembre 2016 avec Ligo et Virgo ; elle se terminera le 25 août 2017. Les membres de la collaboration Virgo avaient cependant déjà travaillé depuis 2015 avec leurs collègues de Ligo pour analyser les signaux captés par le détecteur états-unien. Virgo et Ligo subiront de nouvelles améliorations et il est prévu de commencer un Run 3 en automne 2018.

Source : Futura-Sciences

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