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C’est confirmé : une toute nouvelle forme d’ondes gravitationnelles vient d’être détectée

Représentation artistique des ondes gravitationnelles / © MAX PLANCK INSTITUTE FOR GRAVITATIONAL PHYSICS

Pour la première fois une onde gravitationnelle issue de la fusion de deux pulsars a été détectée et, cerise sur le gâteau, elle a même été observée par 70 télescopes, sur terre et en orbite. L’onde GW170817 signe vraiment la naissance de l’astronomie gravitationnelle.

Le 18 août dernier le chercheur J. Craig Wheeler, de l’université du Texas, publiait un tweet annonçant que LIGO avait peut-être détecté une nouvelle forme d’ondes gravitationnelles. La source de cette onde gravitationnelle pourrait alors être la collision de deux étoiles à neutron. À ce stade, nous ne faisions que spéculer, car rien n’avait été officiellement confirmé ou réfuté, mais suite à cette « annonce » de nombreux télescopes, dont Hubble, avaient tourné leur objectif en direction de la possible source de cet événement située dans la galaxie elliptique NGC 4993, à 130 millions d’années-lumière dans la constellation de l’Hydre. C’est désormais confirmé, deux mois plus tard !

Il a fallu tout vérifier, et rédiger, mais c’est officiel : pour la première fois, une onde gravitationnelle issue de la fusion de deux pulsars a bien été détectée. L’onde GW170817 signe ici une découverte qui pourrait considérablement élargir notre compréhension des ondes gravitationnelles et des événements dramatiques qui en sont à l’origine.

Lorsqu’une étoile se meurt après avoir brûlé son carburant, son enveloppe externe se volatilise et son coeur s’effondre sous l’effet de la gravitation et donne naissance à une étoile à neutrons. Imaginez un petit objet de moins de vingt kilomètres de diamètre dont la masse volumique est de l’ordre d’un milliard de tonnes. Ces gigantesques boules concentrées tournent très rapidement sur elles-mêmes, certaines plusieurs centaines de fois par seconde et possèdent des champs magnétiques extrêmement puissants. En tournant, ces résidus d’étoiles projettent des faisceaux de radiation très intenses dans l’espace autour d’elles. Et si la Terre se trouve dans l’axe du faisceau, on a alors l’impression de voir « pulser » l’étoile à neutron: d’où leur nom.

La masse respective des deux pulsars est environ de 1,1 et 1,6 fois la masse du Soleil. En se rapprochant, elles ont fini par fusionner, ou presque. Les deux cadavres d’étoiles se sont en fait mis en orbite autour de l’autre à une distance d’environ 300 kilomètres, déformant ainsi l’espace-temps et envoyant des ondulations dans l’univers. C’est la première fois qu’un tel phénomène est observé pour des pulsars.

La découverte permettra désormais de mieux cerner la physique des étoiles à neutrons et les éjections de matière qui ont lieu lors de leur fusion. Ces « rapprochements » d’étoiles sont en effet soupçonné de jouer un rôle important dans de nombreux phénomènes astrophysiques, comme la formation des éléments chimiques les plus lourds du Cosmos.

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