Les scientifiques détectent une autre vague d'ondes gravitationnelles

Le monde était stupéfait lorsque des scientifiques de l'Observatoire des ondes gravitationnelles par interféromètre laser (LIGO) ont annoncé en février qu'ils avaient finalement détecté les ondes gravitationnelles, résolvant ainsi une enquête centenaire initiée par Albert Einstein.

Tenez-vous bien, les superstars de LIGO l’ont encore fait. Quelques mois seulement après avoir pris les mesures des premiers signaux des ondes gravitationnelles, les instruments de LIGO ont réussi à détecter les ondes gravitationnelles une seconde fois - à nouveau à la suite de la collision de deux trous noirs - cet Noël passé. Les résultats sont publiés dans le dernier numéro de Lettres d'examen physique.

Au cours d'une conférence de presse tenue aujourd'hui par la American Astronomical Society à San Diego, Gabriela González, porte-parole de la collaboration scientifique LIGO (LSC), a loué avec enthousiasme la capacité des détecteurs de LIGO, qui ne fonctionnent pas encore à pleine capacité, à détecter de tels problèmes. signaux faibles. «Malgré leur taille réduite, ces instruments LIGO sur Terre ont détecté très clairement ces ondes gravitationnelles», a-t-elle déclaré. "Avec cela, nous pouvons vous dire maintenant, l'ère de l'astronomie en ondes gravitationnelles ne fait que commencer."

D'autres scientifiques de LIGO ont fait écho au plaisir et à la surprise de Gonzàlez d'avoir détecté une autre paire de trous noirs binaires en l'espace d'un an.

"Je n'aurais jamais deviné que nous serions si chanceux d'avoir, non plus une, mais deux détections de trous noirs binaires définitives au cours des premiers mois d'observations", a déclaré Chad Hanna, astrophysicien à la Penn State University, affilié à LIGO, dans un communiqué de presse PSU.

Les ondes gravitationnelles sont souvent appelées ondulations dans l’espace-temps causées par la présence de masse. Ils ne sont pas nécessairement faire rien, mais ils sont un indicateur important que la gravité, eh bien, existe. Les ondes gravitationnelles contiennent essentiellement des informations sur la nature de la gravité, pourquoi et comment des masses plus importantes imposent des effets gravitationnels sur des masses plus petites, et plus encore.

Le signal de décembre résultait d'une paire de trous noirs, respectivement quatorze et huit fois la masse du soleil, qui se sont entrés en collision pour former un unique trou noir d'environ 21 fois la masse du soleil, ce qui représente 1,4 milliard de dollars. il y a des années. Il s’agit d’un événement nettement plus petit que celui de la première fusion de trous noirs observée en septembre - comprenant deux trous noirs 29 et 36 fois plus massifs que le soleil, et expulsant plus d’énergie que toutes les étoiles de l’ensemble réunies - mais ce n’est pas le cas. un négatif du tout.

En fait, observer les ondes gravitationnelles produites par un événement céleste plus faible est un développement assez encourageant. Si les scientifiques espèrent étudier les ondes gravitationnelles plus en profondeur, ils voudront effectuer autant de mesures que possible à partir de toutes sortes de phénomènes cosmiques. Le fait que les instruments de LIGO puissent capter quelque chose de moins massif est un puissant pas en avant.

Il est très significatif que ces trous noirs soient beaucoup moins massifs que ceux observés lors de la première détection, a déclaré González dans un communiqué de presse publié par le MIT. «En raison de leurs masses plus légères par rapport à la première détection, ils ont passé plus de temps - environ une seconde - dans la bande sensible des détecteurs. C’est un début prometteur pour cartographier les populations de trous noirs de notre univers. »

Lors de la conférence AAS, David Reitze, directeur exécutif du projet LIGO, a confirmé son intention d’augmenter la sensibilité des détecteurs de 15 à 25% avant la prochaine utilisation, cet automne. «L’avenir sera rempli de fusions de trous noirs binaires pour LIGO», a-t-il déclaré. "Nous en verrons beaucoup plus." Il a également fait allusion à la recherche par LIGO d'autres événements que des fusions binaires de trous noirs; la collision d'étoiles à neutrons binaires, a-t-il dit, pourrait également être détectée prochainement.

Les résultats suggèrent également que les fusions de trous noirs sont beaucoup plus courantes que les scientifiques ne le pensaient au départ.

Les ondes gravitationnelles sont ultra difficile à mesurer à cause de leur faiblesse. Les scientifiques mesurent les ondes gravitationnelles à l'aide d'un instrument appelé interféromètre, qui produit essentiellement un laser spécialisé parcourant de très grandes distances et suffisamment sensible pour détecter la présence de ces signaux.

LIGO utilise deux interféromètres différents (un à Livingston, en Louisiane, et un à Hanford, dans l'État de Washington) comme moyen de mesurer les vagues et de vérifier que le signal est une onde gravitationnelle et pas simplement une aberration causée par un mouvement géologique local ou d'autres facteurs.

Bien que LIGO soit opérationnel depuis 2002, la raison pour laquelle nous commençons à trouver des ondes gravitationnelles est due à une mise à niveau majeure des deux interféromètres (plus l’interféromètre Virgo basé en Italie) subi l’an dernier. En fait, les premiers signaux ont été détectés quelques jours seulement après la fin des mises à niveau. Inutile de dire que ces rénovations dépassent toujours les attentes.

Décrivant les projets futurs de LIGO, Reitze a présenté le projet de construction d’un autre détecteur en Inde. "Espérons que nous aurons cinq détecteurs au cours de la prochaine décennie", a-t-il déclaré, faisant également référence aux détecteurs Hanford et Livingston, à l’Italien Virgo et à KAGRA, actuellement en construction au Japon; On espère que le fait d’avoir plus de détecteurs permettra aux chercheurs d’étendre non seulement une plus grande partie du ciel sur les ondes gravitationnelles, mais aussi de mieux Localiser eux, dans un processus similaire à la triangulation.

Les nouvelles découvertes ne sont pas simplement un jeu de données supplémentaire au catalogue en pleine expansion de données sur les ondes gravitationnelles. Les scientifiques s'attendent à exploiter les chiffres dans le cadre d'un effort visant à établir des prédictions sur les types d'événements qui produiront des ondes gravitationnelles mesurables, le lieu où ces événements se sont produits et le moment où il est prévu que ces ondes gravitationnelles atteignent la Terre.

«Nous allons certainement voir beaucoup plus de trous noirs, de neutrons binaires, et si nous avons de la chance, une supernova», a déclaré Reitze à la conférence AAS. «L'astronomie des ondes gravitationnelles est réelle. Nous sommes ici."