Une troisième onde gravitationnelle a été détectée par l'Observatoire des ondes gravitationnelles de l'interféromètre laser (LIGO). Une équipe internationale a annoncé la détection aujourd'hui, tandis que l'événement lui-même a été détecté le 4 janvier 2017. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l'espace-temps prédites par Albert Einstein il y a plus d'un siècle.
LIGO comprend deux installations: une à Hanford, Washington et une à Livingston, en Louisiane. Lorsque LIGO a annoncé sa première onde gravitationnelle en février 2016 (détectée en septembre 2015), elle a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'astronomie. Avec cette onde gravitationnelle, la troisième détectée, cette nouvelle fenêtre s'agrandit. Jusqu'à présent, les trois ondes détectées ont été créées par la fusion de trous noirs.
L'équipe, comprenant des ingénieurs et des scientifiques de la Northwestern University dans l'Illinois, a publié ses résultats dans la revue Physical Review Letters.
Lorsque la première onde gravitationnelle a finalement été détectée, plus de cent ans après qu'Einstein l'avait prédit, elle a aidé à confirmer la description d'Einstein de l'espace-temps comme un continuum intégré. On dit souvent que ce n'est pas une bonne idée de parier contre Einstein, et cette troisième détection ne fait que renforcer la théorie d'Einstein.
Comme les deux détections précédentes, celle-ci a été créée par la fusion de deux trous noirs. Ces deux étaient de tailles différentes l'une de l'autre; l'une était d'environ 31,2 masses solaires et l'autre d'environ 19,4 masses solaires. L'événement combiné de 50 masses solaires a provoqué la troisième vague, qui s'appelle GW170104. Les trous noirs étaient à environ 3 milliards d'années-lumière.
«… Une population intrigante de trous noirs…» - Vicky Kalogera, astrophysicienne principale, LIGO Scientific Collaboration
LIGO nous montre que leur est une population de trous noirs binaires là-bas. "Notre poignée de détections jusqu'à présent révèle une intrigante population de trous noirs dont nous ignorions l'existence jusqu'à présent", a déclaré Vicky Kalogera, de Northwestern, astrophysicienne principale à la collaboration scientifique LIGO (LSC), qui mène des recherches sur les détecteurs jumeaux LIGO, situé aux États-Unis
«Nous avons maintenant trois paires de trous noirs, chaque paire terminant sa danse en spirale de la mort sur des millions ou des milliards d'années dans certaines des explosions les plus puissantes de l'univers. En astronomie, nous disons qu'avec trois objets du même type, vous avez une classe. Nous avons une population et nous pouvons faire des analyses. »
Lorsque nous disons que les ondes gravitationnelles ont ouvert une nouvelle fenêtre sur l'astronomie, cette fenêtre s'ouvre sur les trous noirs eux-mêmes. Au-delà de la confirmation des prédictions d'Einstein et de l'établissement d'une population de trous noirs binaires, LIGO peut caractériser et mesurer ces trous noirs. Nous pouvons apprendre les masses des trous et leurs caractéristiques de spin.
"Encore une fois, les trous noirs sont lourds", a déclaré Shane Larson, de Northwestern University et Adler Planetarium à Chicago. «Les premiers trous noirs détectés par LIGO étaient deux fois plus lourds que ce à quoi nous nous attendions. Maintenant, nous avons tous agité nos manivelles en essayant de comprendre toutes les innombrables façons intéressantes d'imaginer que l'univers fait de grands et lourds trous noirs. Et Northwestern est forte dans ce domaine de recherche, nous sommes donc ravis. »
Cette troisième constatation renforce le cas de l'existence d'une nouvelle classe de trous noirs: les trous noirs binaires qui sont verrouillés en relation les uns avec les autres. Il montre également que ces objets peuvent être plus grands que prévu avant que LIGO ne les détecte.
«Il est remarquable que les humains puissent monter une histoire et la tester, pour des événements aussi étranges et extrêmes qui se sont produits il y a des milliards d'années et des milliards d'années-lumière loin de nous.» - David Shoemaker, MIT
"Nous avons une confirmation supplémentaire de l'existence de trous noirs qui sont plus lourds que 20 masses solaires, des objets dont nous ignorions l'existence avant que LIGO ne les détecte", a déclaré David Shoemaker du MIT, porte-parole de la collaboration scientifique LIGO. «Il est remarquable que les humains puissent monter une histoire et la tester, pour des événements aussi étranges et extrêmes qui se sont produits il y a des milliards d'années et des milliards d'années-lumière loin de nous.»
"Avec la troisième détection confirmée d'ondes gravitationnelles de la collision de deux trous noirs, LIGO s'impose comme un puissant observatoire pour révéler le côté obscur de l'univers", a déclaré David Reitze de Caltech, directeur exécutif du laboratoire LIGO et d'un Northwestern ancien élève. "Bien que LIGO soit particulièrement adapté à l'observation de ces types d'événements, nous espérons voir bientôt d'autres types d'événements astrophysiques, comme la violente collision de deux étoiles à neutrons."
Un son strident révélateur confirme la détection d'une onde gravitationnelle, et vous pouvez l'entendre décrite et expliquée ici, sur un podcast de l'Université Northwestern.
Sources:
- LIGO détecte les ondes gravitationnelles pour la troisième fois
- GW170104: Observation d'une coalescence de trous noirs binaires de masse solaire 50 à Redshift 0,2
