On sait quels « monstres » sont responsables du grognement qui règne dans l’univers

ASTRONOMIE - Laissons les astres faire le boulot pour nous. De façon simultanée, plusieurs équipes de chercheurs internationaux viennent de publier fin juin une découverte qui donne le tournis non seulement par son contenu, mais aussi par la méthode employée. Car si l’on connaît désormais le « bruit de fond » de notre univers, il a suffi pour cela d’utiliser des chronomètres d’un genre bien spécial.

La gravitation, vous connaissez. Un objet, par sa masse, attire les objets qui l’entourent, ce qui permet par exemple à nos pieds de toucher le sol, et à la Lune de tourner autour de notre Terre. Mais si, depuis E=mc², on comprend et mesure très bien cette force, ce n’est qu’en 2015 qu’on a pu, pour la toute première fois, observer des ondes gravitationnelles.

Ces dernières sont effet extrêmement discrètes, et nécessitent des installations d’une ampleur considérable. Le Ligo américain, observatoire spécialisé dans la détection des fameuses ondes, est ainsi constitué de deux gigantesques installations distantes de 3 000 kilomètres.

Les pulsars, ces chronomètres stellaires

Et si détecter les ondes gravitationnelles est une opération complexe sur notre planète, révéler celles qui parcourent notre univers est un défi d’une tout autre échelle. Le projet Lisa, mené par l’Agence Spatiale Européenne, doit permettre à trois satellites de fonctionner à la manière de Ligo avec des distances bien plus grandes… Mais il faudra attendre 2032 pour que le projet voie le jour.

Heureusement, en attendant, l’univers a décidé de nous donner d’étonnants outils. Disséminés un peu partout dans notre galaxie, les pulsars sont des objets stellaires hors du commun. Ces étoiles à neutron ont la caractéristique d’être petites (quelques dizaines de kilomètres de diamètre), mais extraordinairement denses : des centaines de milliards de tonnes par cm3 ! Une autre de leur propriété, c’est leur régularité : ils envoient en effet des ondes radio à des intervalles extrêmement précis, en raison de leur mouvement de rotation.

Il est donc possible, en théorie, de s’en servir comme des horloges, ou plutôt des chronomètres. Et c’est là, justement, que les chercheurs de NANOgrav, un consortium international d’astronomes, ont fait une découverte stupéfiante. Ils se sont aperçus que les signaux radio des dizaines de pulsars surveillés arrivaient avec un infime décalage : la signature d’ondes gravitationnelles présentes dans toute la galaxie. Un véritable « bruit de fond » de l’univers qui serait la signature de deux trous noirs en train de tourner l’un autour de l’autre, orbitant au cœur de galaxies lointaines.

Et ce ne sont pas n’importe quels trous noirs : il s’agit de trous noirs « supermassifs » (plusieurs millions de fois chacun la masse de notre soleil). Des monstres à l’attraction gravitationnelle gigantesque que l’on trouverait dans tout l’univers, et dont les effets se feraient sentir partout. La longueur d’onde de ces objets stellaires est hors du commun, d’une l’ordre de quatre années stellaires… Mais encore fallait-il pouvoir les repérer. Or grâce à l’énergie des pulsars, c’est désormais chose faite. Et c’est un pas supplémentaire dans notre compréhension des ondes gravitationnelles.

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