Incroyable ! L'écho de l'Univers a été capturé pour la première fois dans les ondes gravitationnelles.
La collaboration NanoGrav a annoncé aujourd'hui qu'elle avait capturé l'écho de l'Univers sous forme d'ondes gravitationnelles. Il s'agit d'une découverte que les astronomes recherchaient depuis des décennies et ils ont finalement capturé ces ondes, connues sous le nom d'ondes gravitationnelles de fond.
Récemment, la collaboration NanoGrav a publié une série d'articles indiquant qu'elle avait capturé l'écho de l'univers dans les ondes gravitationnelles.
C'est la première fois que ces ondes gravitationnelles, appelées ondes gravitationnelles de fond, sont détectées. NanoGrav utilise des radiotélescopes pour déduire le moment où ces ondes gravitationnelles passent par le chemin de la lumière émise par des étoiles à neutrons en rotation appelées pulsars.
La technologie utilisée par NanoGrav repose sur l'utilisation d'horloges cosmiques, les pulsars, pour détecter les ondes gravitationnelles à basse fréquence. Ces ondes gravitationnelles sont suspectées d'être des bruits provenant de trous noirs supermassifs au cours de l'évolution de l'Univers.
La collaboration NanoGrav
La collaboration NanoGrav vise à observer les ondes gravitationnelles à basse fréquence. Cette collaboration est une jonction d'astronomes qui se concentre sur l'observation de ces ondes à l'aide de deux radiotélescopes : Arecibo à Porto Rico et GBT aux États-Unis.
La principale différence entre LIGO, l'observatoire qui a détecté pour la première fois les ondes gravitationnelles, et NanoGrav est la fréquence observée. LIGO observe des fréquences plus élevées, tandis que NanoGrav peut capter des fréquences très basses.
La technologie permettant de capter ce type d'onde
L'un des moyens de repérer les ondes gravitationnelles consiste à analyser le temps que met la lumière pour aller d'un point à un autre. Une variation du temps d'arrivée, sachant que la vitesse de la lumière est constante partout dans l'Univers, signifie que quelque chose s'est mis en travers du chemin des photons.
C'est ainsi que les observatoires d'ondes gravitationnelles sont en mesure de déduire et de détecter leur passage.
Les ondes de basse fréquence présentent un défi supplémentaire, car aucune expérience sur Terre ne permet de les détecter. C'est pourquoi la collaboration NanoGrav a décidé d'utiliser une aide cosmique pour les détecter : les pulsars.
Les pulsars, balises cosmiques
Lorsqu'une étoile massive atteint la fin de sa vie, elle peut se transformer en étoile à neutrons. Souvent, ces étoiles à neutrons peuvent tourner très rapidement, en quelques millisecondes seulement. Ces étoiles à neutrons en rotation sont appelées pulsars.
Les pulsars émettent un jet d'ondes radio lorsqu'ils tournent sur eux-mêmes. Ces jets frappent la Terre selon une périodicité très précise. Nous pouvons savoir exactement quand le prochain signal radio des pulsars connus sera émis.
NanoGrav a analysé les signaux de ces pulsars pendant 15 ans, créant ainsi des modèles de prédiction précis. Toute variation du temps d'arrivée serait détectée par la collaboration. Ces variations pourraient être associées à des ondes gravitationnelles.
La découverte des ondes gravitationnelles de fond
Après avoir analysé cet ensemble de données sur 15 ans, NanoGrav a conclu que les variations sont associées à des ondes gravitationnelles de basse fréquence appelées ondes gravitationnelles de fond.
L'idée est que ces ondes gravitationnelles sont des bruits provenant de trous noirs supermassifs qui ont fusionné au cours de l'évolution de l'Univers. Lorsque deux trous noirs gravitent l'un autour de l'autre, ils émettent des ondes gravitationnelles.
Le secret des trous noirs supermassifs
L'un des grands mystères est l'origine des trous noirs supermassifs. C'est l'une des grandes questions ouvertes de l'astronomie.
Nous savons qu'à une époque de l'histoire de l'Univers, des galaxies ont fusionné, entraînant les trous noirs supermassifs au centre de chacune d'entre elles dans une danse de fusion.
Cette découverte pourrait nous permettre de mieux comprendre ce qui se passe pendant le processus de collision des trous noirs supermassifs et comment ils sont répartis dans l'histoire de l'Univers.