Cataclysme cosmique capturé pour la première fois !

Deux détecteurs d'ondes gravitationnelles ont capturé, pour la première fois dans l'histoire, une collision entre deux des étoiles les plus denses de l'univers : les trous noirs et les étoiles à neutrons. Découvrez avec nous ce phénomène sans précédent !

Activité dans l'Univers.
Illustration de l'effet de succion exercé par un trou noir sur une étoile à neutrons.

Deux capteurs qui détectent les ondes gravitationnelles, l'un situé en Europe et l'autre aux États-Unis, ont capté pour la première fois le signe d'un cataclysme cosmique qui s'est produit dans le passé !

Deux appareils de détection d'ondes gravitationnelles, l'un situé en Europe et l'autre aux États-Unis d'Amérique, ont capté pour la première fois le signal d'un cataclysme cosmique jamais vu auparavant : une collision entre des trous noirs et des étoiles à neutrons. Ces deux appareils, le Virgo et le LIGO, font partie d'un réseau de collaboration scientifique qui compte un troisième membre, le KAGRA, qui est en l'occurrence un représentant asiatique (Japon).

Les ondes gravitationnelles se caractérisent par des déformations dans l'espace-temps, c'est-à-dire dans la matière qui constitue l'univers.

La collision, capturée à la fois par Virgo et LIGO, s'est produite il y a des centaines de millions d'années, c'est-à-dire que depuis lors, les ondulations produites par cette collision dans l'espace-temps ont voyagé vers notre planète à la vitesse de la lumière. Bien qu'elle soit à peine enregistrée, Albert Einstein aurait déjà calculé le type d'onde gravitationnelle produite par un tel phénomène, en utilisant les équations de la relativité générale, aussi appelées équations d'Einstein. Les données enregistrées ont confirmé la véracité des calculs développés il y a environ un siècle.


Premiers signes et description des phénomènes

Dès janvier de l'année dernière, les scientifiques responsables de ces équipements avaient identifié la fusion de deux étoiles à neutrons. Mais dans ce cas, c'est la réception des ondes gravitationnelles sur Terre qui a permis d'identifier deux « collisions » distinctes, c'est-à-dire deux phénomènes de collision entre un trou noir et une étoile à neutrons à deux instants différents.

Lors de la première collision, un trou noir neuf fois la taille du Soleil est entré en collision avec une étoile à neutrons qui était deux fois la taille du Soleil. Très probablement, ces deux corps célestes ont orbité côte à côte pendant des dizaines de millions d'années, mais les ondes gravitationnelles ne montrent que le moment où elles sont entrées en collision, ne durant que quelques secondes.

Cette collision s'est produite à environ 900 millions d'années-lumière de la Terre, c'est-à-dire qu'il faudrait voyager à la vitesse de la lumière pendant 900 millions d'années pour atteindre le site, chose totalement impensable compte tenu du niveau de développement technologique humain.

La deuxième collision s'est produite entre un trou noir six fois plus grand que le Soleil et une étoile à neutrons 1,5 fois plus grande que le Soleil, s'étant produite il y a environ 1 000 millions d'années.

L'importance de recevoir et d'interpréter les ondes gravitationnelles

Les ondes gravitationnelles se caractérisent par des déformations dans l'espace-temps, c'est-à-dire dans la matière qui constitue l'univers. Ce type d'ondes est très similaire aux ondes créées dans un plan d'eau lorsqu'une pierre est lancée, et la capacité de recevoir et d'interpréter ces ondes, grâce à des études initiées par Einstein, peut permettre à l'humanité une nouvelle façon de regarder l'univers.

Cette analyse nous permet de mieux comprendre la dynamique des étoiles à neutrons et des trous noirs. Lorsque les étoiles à neutrons arrivent en fin de vie, elles s'effondrent presque sur elles-mêmes, créant une sphère d'un diamètre identique à celui des villes de Lisbonne et de Porto. Cette compression dans un petit espace fait qu'une cuillère à café de neutrons a le même poids que tous les êtres humains sur la planète Terre. Les scientifiques pensent que ces étoiles contiennent de gros amas de quarks, des particules élémentaires à partir desquelles les atomes sont fabriqués.

Les trous noirs, en revanche, ont une dynamique mieux connue du grand public, cependant, lorsqu'ils sont de taille très similaire aux étoiles à neutrons, ils sont capables de les avaler tous d'un coup. Lorsque leurs dimensions sont très inégales, les trous noirs finissent par décomposer les étoiles à neutrons, finissant par «détruire» l'étoile en morceaux.