Le jumelage LIGO (Observatoire d’ondes gravitationnelles par interféromètre laser), situés à Livingston, en Louisiane, et à Hanford, dans l’État de Washington, et le détecteur Virgo, situé près de Pise, en Italie, ont détecté quatre nouvelles ondes gravitationnelles – des ondulations dans le tissu de l’espace-temps.
La collision de deux trous noirs est visible sur cette photo prise lors d’une simulation informatique. Crédit photo : SXS.
Les ondes gravitationnelles apportent des informations sur leurs origines et sur la nature de la gravité qui ne peuvent être obtenues autrement.
En deux ans, les physiciens des équipes LIGO et Virgo ont détecté des ondes gravitationnelles provenant de 10 fusions de trous noirs et d’une fusion d’étoiles à neutrons, qui sont les restes denses et sphériques d’explosions stellaires.
Les quatre nouvelles observations – nommées GW170729, GW170809, GW170818 et GW170823 pour les dates de leur détection – comprennent quelques records.
L’un des nouveaux événements, GW170729, est la source d’ondes gravitationnelles la plus massive et la plus éloignée jamais observée. Lors de cette coalescence, qui s’est produite il y a environ 5 milliards d’années, une énergie équivalente à près de cinq masses solaires a été convertie en rayonnement gravitationnel.
L’événement GW170818, qui a été détecté par le réseau mondial formé par les observatoires LIGO et Virgo, a été localisé très précisément dans le ciel.
La position des trous noirs binaires, situés à 2,5 milliards d’années-lumière de la Terre, a été identifiée dans le ciel avec une précision de 39 degrés carrés. Cela en fait la source d’ondes gravitationnelles la mieux localisée après la fusion d’étoiles à neutrons GW170817.
Deux articles scientifiques décrivant les nouveaux résultats sont publiés sur arXiv.org et comprennent un catalogue de toutes les détections d’ondes gravitationnelles et des événements candidats observés à ce jour.
Les collaborations LIGO et Virgo ont détecté des ondes gravitationnelles provenant d’un total de 10 fusions de trous noirs binaires de masse stellaire et d’une fusion d’étoiles à neutrons, qui sont les restes denses et sphériques d’explosions stellaires. Crédit image : Collaborations LIGO et Virgo / Frank Elavsky / Northwestern University.
“La mise en évidence de quatre fusions supplémentaires de trous noirs binaires nous informe davantage sur la nature de la population de ces systèmes binaires dans l’univers et contraint mieux le taux d’événements de ce type”, a déclaré Albert Lazzarini, directeur adjoint du laboratoire LIGO et chercheur à Caltech.
“En un an seulement, LIGO et VIRGO ont fait progresser de façon spectaculaire la science des ondes gravitationnelles, et le rythme des découvertes suggère que les résultats les plus spectaculaires sont encore à venir”, a déclaré Denise Caldwell, directrice de la division de la physique de la NSF.
“Les réalisations de LIGO de la NSF et de ses partenaires internationaux sont une source de fierté pour l’agence, et nous nous attendons à des avancées encore plus importantes, la sensibilité de LIGO devenant de plus en plus grande au cours de l’année à venir.”
“Le nouveau catalogue est une nouvelle preuve de la collaboration internationale exemplaire de la communauté des ondes gravitationnelles et un atout pour les passages et mises à niveau à venir”, a déclaré le directeur de l’EGO, le Dr Stavros Katsanevas.
“Le prochain cycle d’observation, qui débutera au printemps 2019, devrait donner lieu à beaucoup plus de candidats aux ondes gravitationnelles, et la science que la communauté peut accomplir augmentera en conséquence. C’est une période incroyablement excitante “, a déclaré David Shoemaker, porte-parole de la collaboration scientifique LIGO et chercheur principal à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT.
“Il est gratifiant de voir les nouvelles capacités qui deviennent disponibles grâce à l’ajout d’Advanced Virgo au réseau mondial”, a déclaré le porte-parole de la collaboration Virgo, le Dr Jo van den Brand, scientifique au Nikhef (Institut national néerlandais de physique subatomique) et à l’université VU d’Amsterdam.
“Notre précision de pointage grandement améliorée permettra aux astronomes de trouver rapidement tout autre messager cosmique émis par les sources d’ondes gravitationnelles.”
“Ces nouvelles découvertes n’ont été rendues possibles que grâce au travail inlassable et soigneusement coordonné des commissaires des détecteurs des trois observatoires, et des scientifiques du monde entier responsables de la qualité et du nettoyage des données, de la recherche de signaux enfouis et de l’estimation des paramètres pour chaque candidat…”.- chaque spécialité scientifique exigeant une expertise et une expérience énormes”, a déclaré le Dr Laura Cadonati, porte-parole adjointe de la collaboration scientifique LIGO.
“Ces résultats marquent une évolution dans la façon dont nous pensons aux fusions de trous noirs binaires détectées par LIGO et Virgo”, a déclaré le professeur Peter Shawhan, de l’université du Maryland.
“Des modèles de forme d’onde de pointe, un traitement avancé des données et un meilleur étalonnage des instruments nous ont permis de déduire avec plus de précision les paramètres astrophysiques des événements précédemment annoncés et de découvrir quatre nouveaux transitoires d’ondes gravitationnelles provenant de fusions de trous noirs”, a déclaré le professeur Alessandra Buonanno, chercheur à l’université du Maryland et directeur à l’Institut Max Planck de physique gravitationnelle de Potsdam, en Allemagne.
“J’attends avec impatience la prochaine série d’observations au printemps 2019, où nous espérons détecter plus de deux fusions de trous noirs par mois de données collectées.”
