Les observations d'une étoile à neutrons exceptionnellement massive et d'une naine blanche confirment précisément les prédictions d'Einstein en relativité générale.
Des astronomes renommés, dont Joeri van Leeuwen et Jason Hessels de l'Université d'Amsterdam ainsi que Vlad Kondratiev d'ASTRON, ont découvert un système binaire exceptionnel : un pulsar ultra-massif et une naine blanche. Ce duo unique permet de tester comme jamais auparavant la théorie de la gravité d'Einstein, la relativité générale. Les mesures préliminaires corroborent parfaitement ses prédictions (Science, 26 avril 2013).
Ce pulsar, reliquat d'une explosion de supernova, tourne à 25 reprises par seconde et émet des ondes radio détectables par les radiotélescopes terrestres. Sa compagne, une naine blanche, orbite autour de lui en seulement 2 heures et demie, visible via des télescopes optiques comme le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral au Chili.
Pesant deux fois la masse du Soleil mais ne mesurant que 20 kilomètres de diamètre, le pulsar incarne des conditions gravitationnelles extrêmes. La naine blanche, vestige d'une étoile similaire au Soleil ayant éjecté son enveloppe externe, se refroidit progressivement.
Depuis sa formulation il y a près d'un siècle, la relativité générale – qui décrit la gravité comme une courbure de l'espace-temps induite par la masse et l'énergie – a réussi tous les tests. Pourtant, elle montre ses limites dans des environnements extrêmes, comme les trous noirs.
Plusieurs théories alternatives à la relativité générale prédisent des comportements distincts en champs gravitationnels intenses. Ce système binaire compact offre l'opportunité idéale pour les confronter.
De telles paires émettent des ondes gravitationnelles, perdant ainsi de l'énergie orbitale, ce qui resserre progressivement leur orbite. La relativité générale et ses concurrentes divergent sur l'ampleur de ce rétrécissement.
En combinant des observations optiques précises de la naine blanche avec un timing millimétré des impulsions radio du pulsar, les chercheurs ont mesuré un raccourcissement orbital de 8 millièmes de seconde par an. Ce résultat cadre exactement avec les prévisions d'Einstein.
