Une mesure inédite de la vitesse d'expansion de l'Univers — Ondes gravitationnelles

La fusion de deux étoiles à neutrons a été observée et décortiquée pour la première fois

Illustration Observatoire européen austral La fusion de deux étoiles à neutrons a été observée et décortiquée pour la première fois

L'aventure commence le 17 août 2017 à 8 h 41 par l'observation d'un signal d'ondes gravitationnelles d'un nouveau genre par des scientifiques de la collaboration internationale LIGO-Virgo.

Ce type d'étoiles extrêmement dense a un diamètre de seulement vingt kilomètres environ mais une masse correspondant à 1,6 fois celle de notre soleil.

Des astronomes d'un peu partout dans le monde ont été des témoins privilégiés d'une méga collision entre deux étoiles à neutrons (aussi appelé pulsars).

La vidéo qui suit montre une représentation du phénomène observé.

"Nous avions estimé qu'il nous faudrait étudier une centaine d'événements en lien avec la détection d'ondes gravitationnelles produites par la coalescence des étoiles à neutrons pour pouvoir détecter un sursaut gamma simultanément", ajoute Volodymyr Savchenko, également chercheur à l'ISDC: "À notre plus grande surprise, le premier essai a suffi".

Ces étoiles sont des vestiges d'étoiles massives.

Une fois l'explosion terminée, il ne reste plus qu'un cœur très dense, composé presque uniquement de neutrons.

L'analyse des données a permis d'obtenir la masse de ces étoiles à neutrons.

Tout comme les étoiles ordinaires dont elles sont issues, certaines évoluent en couple. C'est extraordinaire, car avec les ondes gravitationnelles, on observe ce qui se passe avant: on a vu les objets orbiter l'un autour de l'autre et se rapprocher.

Si ce scénario était prédit par les modèles, c'est la première fois qu'il est confirmé par l'observation.

Ainsi, grâce à ces deux détections, les physiciens ont pu renforcer encore plus la théorie d'Albert Einstein.

Cette matière très chaude et radioactive se disperse alors, émettant de la lumière dans toutes les longueurs d'onde, initialement très bleue, puis rougissant au fur et à mesure que la matière refroidit en se dispersant.

Les astrophysiciens ont réussi à observer ce qui est sans doute le principal processus de formation des éléments chimiques les plus lourds de l'univers, comme le plomb, l'or ou le platine.

"L'or de votre alliance provient probablement d'une fusion d'étoiles à neutrons qui a eu lieu il y a cinq milliards d'années", explique Patrick Sutton, responsable de l'équipe de physique gravitationnelle de l'université de Cardiff.

De plus, elles permettent de mesurer d'une nouvelle manière la constante de Hubble, qui décrit la vitesse d'expansion de l'univers. "Nous avons des ondes gravitationnelles et des sursauts gamma, assimilables à de la lumière, qui ont voyagé 130 millions d'années et ils arrivent avec moins de deux secondes d'écart", d'après Benoît Mours. Eh bien, c'est un tel flash qui a été détecté dans la foulée par les satellites en rayon gamma Fermi (de la NASA), et Integral (de l'ESA)!

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