Société

Sciences de l’univers: Des ondes gravitationnelles d’un genre nouveau

Par Stéphanie JACOB | Edition N°:5140 Le 02/11/2017 | Partager
1re observation d’une fusion d’étoiles à neutrons
70 observatoires sur le coup
Bientôt rejoints par celui de l’Oukaïmeden
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Un télescope OWL, financé par le gouvernement de Corée du Sud, et installé à l’Observatoire d’astronomie de l’Oukaïmeden, sera opérationnel dans quelques semaines. Il permettra au Maroc de suivre lui aussi ce genre d’événement scientifique inédit (Ph. OUCA)

Nouveau constat de l’expansion de l’univers. Et donc, du concept du Big Bang. Le 17 août dernier, le satellite Fermi envoie une alerte automatique à 12 heures 41 temps universel. Un sursaut gamma court vient de se produire 14 secondes plus tôt. Les sursauts gamma étant des flashs de rayonnement très énergétiques.

«A priori, il s’agissait d’une observation ordinaire comme on en fait fréquemment et qui serait tombée dans l’oubli», explique, lors d’une conférence de presse retransmise en direct dans plusieurs pays, le directeur de recherche au CNRS et responsable scientifique français de Virgo, Benoît Mours. Sauf qu’en réalité le phénomène s’est avéré exceptionnel à plus d’un titre. 

En effet, les scientifiques de la collaboration Ligo-Virgo (dont le CNRS est membre) ont observé pour la première fois des ondes gravitationnelles émises lors de la fusion de deux étoiles à neutrons, et non de deux trous noirs comme dans les cas précédents. Autre première: cette source d’ondes gravitationnelles émet de la lumière, observée dans les heures, jours et semaines qui suivirent grâce à la contribution de 70 autres observatoires sur Terre et dans l’espace. Cet ensemble d’observations marque l’avènement d’une astronomie dite «multi-messagers».

De ce processus, appelé «kilonova», la science manquait de preuve visuelle jusqu’à aujourd’hui. Cette observation d’un sursaut gamma et de la lumière provenant du même événement, les scientifiques en connaissent également la source: la galaxie NGC 4993, située à 130 millions d’années lumière.  Cette aventure scientifique exceptionnelle a échappé à l’Observatoire d’astronomie de l’Oukaïmeden (OUCA). «Le télescope censé suivre ce genre d’événement n’était pas opérationnel malheureusement», explique son directeur, Zouhair Benkhaldoun.

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Pour la première fois, la fusion d’étoiles à neutrons a été observée, confirmant, par l’image, les connaissances scientifiques à ce sujet. A gauche, est représentée l’émission d’ondes gravitationnelles (distorsions de l’espace temps) et à droite, différentes couches de matière qui revèlent de la lumière (Ph. Karan Jani/Georgia Tech)

Ce sera chose faite dans quelques semaines. Il s’agit d’un projet mené par la «Kasi» (Korea Astronomy and Space Science Institute) et financé par le gouvernement de Corée du Sud. Afin de surveiller le ciel en continu, un réseau de télescopes à grand champ appelé «OWL-Net», pour Optical Wide-field Patrol Network, est mis en place dans les deux hémisphères du globe terrestre. Parmi les 5 pays hôtes de ce système, en plus du prototype installé en Corée, il y a le Maroc.

«La construction et la fabrication des télescopes, du dôme, des enceintes, et de l’équipement de contrôle associé sont actuellement achevées, et le fonctionnement en mode continu du télescope OWL à l’Oukaïmeden est prévu pour fin novembre 2017», affirme Benkhaldoun.

Pour le scientifique marocain, «l’observation  de cette fusion d’étoiles à neutrons donne à la fois tort et raison à Albert Einstein, lors de l’établissement de sa théorie, car si elle a fait la preuve que la gravitation et les ondes gravitationnelles se propagent à la vitesse de la lumière, Einstein était convaincu que ce type de phénomène était impossible à observer en raison du signal très très faible émis par cette déformation de l’espace temps». Ligo et Virgo viennent donc aujourd’hui de changer la donne. Ce qui était jusqu’à maintenant une hypothèse, devient désormais une certitude fondée sur un niveau de preuve rare en astronomie.

Stupéfiant!

Immédiatement après l’alerte enregistrée par le satellite Fermi, 70 observatoires ont donc pointé leurs radars vers cette fameuse galaxie NGC 4993. Pour quels résultats? Tout d’abord, la rotation des deux étoiles à neutrons, dont la collision a provoqué les ondes gravitationnelles détectées, s’est avérée bien plus lente quand dans le cas d’un trou noir. La masse de ces deux objets faisant 2,7 fois celle du Soleil et tient dans 20 à 30 km de diamètres, soit la taille d’une grande ville. Ces objets s’avèrent également extrêmement compacts car ce couple d’étoiles orbite, sur la fin du processus, en moins d’un centième de seconde, ce qui est impossible avec des étoiles classiques. En d’autres termes, une étoile à neutrons a la taille d’une ville comme Londres, mais une petite cuillère de sa matière pèse environ un milliard de tonnes! Les étoiles à neutrons étant les plus petites et les plus denses connues à ce jour. L’observation de lumière de manière abondante, démontrant qu’il y a bien de la matière, a donc permis aux scientifiques d’affirmer qu’il ne s’agissait pas d’un trou noir. Après ce voyage de 130 millions d’années, les deux signaux, sursaut gamma et ondes gravitationnelles, sont arrivés quasiment au même moment, en moins de 2 secondes, et en provenance de la même direction. Un inédit scientifique.

 

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