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| Le radiotélescope de Nançay, dans le Centre de la France, le 3 octobre 2019. |
| Photo : AFP/VNA/CVN |
Ces résultats, dévoilés jeudi 29 juin, sont le fruit d'une vaste collaboration des plus grands radiotélescopes du monde. Ils ont réussi à capter cette vibration de l'Univers avec "la précision d'une horloge", s'enthousiasment les auteurs des travaux parus simultanément dans plusieurs revues scientifiques.
Prédites par Einstein en 1916 et détectées cent ans plus tard, les ondes gravitationnelles sont d'infimes déformations de l'espace-temps, semblables à des ondulations de l'eau à la surface d'un étang. Ces oscillations, qui se propagent à la vitesse de la lumière, naissent sous l'effet d'événements cosmiques violents tels que la collision de deux trous noirs.
Elles ont beau être liées à des phénomènes massifs, leur signal est extrêmement ténu. En 2015, les détecteurs d'ondes gravitationnelles Ligo (États-Unis) et Virgo (Europe) ont révolutionné l'astrophysique en détectant le frémissement ultra-bref - moins d'une seconde - de collisions entre des trous noirs stellaires, d'une dizaine de fois la masse du Soleil.
Cette fois, un signal bien plus étiré dans le temps trahit un phénomène à plus grande échelle, capté par un réseau de radiotélescopes (d'Europe, d'Amérique du Nord, d'Inde, d'Australie et de Chine) du consortium International Puslar Timing Array (IPTA).
On parle ici d'ondes gravitationnelles générées par des trous noirs de "plusieurs millions à plusieurs milliards de fois la masse du Soleil", dit à l'AFP Gilles Theureau, astronome à l'Observatoire de Paris-PSL, qui a coordonné les travaux côté français.
Le "tic-tac" des pulsars
Pour détecter ces ondes, les scientifiques ont utilisé un outil inédit : des pulsars de la Voie lactée. Ces étoiles ont la particularité d'avoir une masse d'un à deux Soleil, comprimée dans une sphère d'une dizaine de km de diamètre.
Ultra-compacts, ces astres tournent sur eux-mêmes à grande vitesse, -jusqu'à 700 tours par seconde-, précise le chercheur du CNRS. Une folle rotation qui produit un rayonnement magnétique aux pôles, comme les faisceaux d'un phare, décelable grâce aux ondes radio émises à basses fréquences.
À chaque tour, les pulsars envoient des "bip" ultra-réguliers, qui en font de "remarquables horloges naturelles", explique Lucas Guillemot, du laboratoire de physique et de chimie de l'environnement et de l'espace (LPC2E) d'Orléans.
Les scientifiques ont répertorié des groupes de pulsars, pour obtenir un "maillage céleste" dans les méandres de l'espace-temps.
Et ont pu mesurer un infime dérèglement dans leur tic-tac, avec "des changements inférieurs à un millionième de seconde sur plus de 20 ans", selon Antoine Petiteau, du Commissariat à l'énergie atomique (CEA).
Ces retards étaient corrélés, marque d'une "perturbation commune à tous les pulsars", selon Gilles Theureau : la signature caractéristiques des ondes gravitationnelles. "C'était un moment magique", a raconté lors d'une conférence de presse Maura McLaughlin, du réseau américain Pulsar Search Collaboratory.
AFP/VNA/CVN
