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vendredi 26 août 2016

Ondes gravitationnelles : un deuxième signal détecté



Cent ans : c’est le temps qu’il a fallu attendre entre la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein et la première détection d’ondes gravitationnelles. Trois mois : c’est la durée qui sépare la première détection de la deuxième. Le 26 décembre dernier, un train d’ondes gravitationnelles a en effet été mesuré par le détecteur LIGO, faisant suite à celui de septembre 2015. Les ondes gravitationnelles sont des déformations de l’espace-temps – engendrées par le déplacement d’objets massifs – qui se propagent à la vitesse de la lumière. À l’instar des premières ondes détectées, ce nouveau signal a été émis par la coalescence de deux trous noirs qui gravitent l’un autour de l’autre. Ils se rapprochent lentement en perdant de l’énergie sous forme d’ondes gravitationnelles, puis leur « valse » s’accélère jusqu’à ce qu’ils fusionnent. Au terme d’un voyage de 1,4 milliard d’années, les ondes ont traversé le détecteur LIGO le 26 décembre 2016. L’analyse du signal a permis de déduire la masse des deux trous noirs : 8 et 14 fois celle du Soleil. Plus légers que ceux observés en septembre 2015 (29 et 36 masses solaires), leur rapprochement a donc été moins brusque, si bien que le signal enregistré, plus faible, est plus long : il dure plusieurs secondes contre seulement 0,5 seconde pour le précédent. Un plus grand nombre d’orbites a ainsi pu être observé avant la fusion, ce qui permet de vérifier, de façon complémentaire à la première détection, la théorie de la relativité générale. Deux coalescences de trous noirs observées en l’espace de trois mois : coïncidence ? Pas pour les scientifiques des collaborations LIGO et Virgo, pour qui ce deuxième signal confirme l’abondance des trous noirs binaires dans l’Univers. Par ailleurs, les données recueillies par le détecteur entre septembre 2015 et janvier 2016 semblent indiquer qu’un troisième événement aurait été enregistré le 2 octobre, mais le degré de confiance dans ce signal n’est pas suffisant. Ces observations ont été rendues possibles par le redémarrage du détecteur LIGO dans une version améliorée (Advanced LIGO) en septembre 2015. La version améliorée du détecteur européen Virgo devra quant à elle redémarrer d’ici l'automne 2016. Le nombre plus conséquent d’observations attendu permettra de répondre à de nombreuses questions sur les trous noirs binaires, notamment sur leur origine : s’agit-il de couples d’étoiles qui évoluent en trous noirs ou de trous noirs en capturant d'autres ? Une nouvelle étape a en tout cas été franchie dans l’utilisation des ondes gravitationnelles comme outil d’exploration de l’Univers.