L'observatoire néerlandais BlackGEM traque les sources cosmiques d'ondes gravitationnelles. L'astronome Paul Groot, de l'Université Radboud à Nimègue, déploie quinze télescopes robots pour surveiller en continu le ciel étoilé et enregistrer chaque variation lumineuse.
Cet automne, les astronomes de Radboud ont célébré l'installation d'un prototype de télescope à l'Institut ASTRON de Dwingeloo. Doté d'un miroir de 65 cm, il offre une grande luminosité, un champ de vision étendu et un détecteur CCD ultrasensible, refroidi par un cryostat belge.
La coordination des composants s'est avérée exemplaire dès les premiers tests. Images nettes jusqu'aux bords, absence d'interférences : le prototype a surpassé toutes les attentes.
Paul Groot, chef du département d'astronomie à Radboud, nourrit ce projet depuis cinq ans. Son objectif : détecter le rayonnement visible issu de collisions d'étoiles à neutrons ou de trous noirs, génératrices d'ondes gravitationnelles à des milliards d'années-lumière.
Fort du succès du prototype, BlackGEM avance : les trois premiers télescopes seront opérationnels en 2018 à l'observatoire de La Silla, au Chili.
Les ondes gravitationnelles, vibrations de l'espace-temps prédites par Einstein il y a un siècle, naissent de processus ultra-énergétiques. La relativité générale décrit un continuum quadridimensionnel déformé par la matière, comme la courbure solaire affectant la lumière stellaire ou l'orbite de Mercure.
Ces ondes, distorsions propagées à la vitesse de la lumière, sont émises par des masses compactes en accélération, telles que des trous noirs ou étoiles à neutrons en fusion.
Les collisions d'étoiles à neutrons – résidus compacts d'explosions de supernovae – produisent ondes gravitationnelles, éléments lourds (or, platine) et un spectre électromagnétique large, des infrarouges aux gamma.
BlackGEM (« homologue électromagnétique des ondes gravitationnelles ») cible ce rayonnement. Alerté par les détecteurs terrestres, ses télescopes pivotent automatiquement pour localiser précisément la source, sa distance et les détails de l'événement.
Paul Groot excelle dans ce domaine : il y a vingt ans, avec Titus Galama, il a élucidé les sursauts gamma via des observations rapides avec BeppoSAX et le télescope William Herschel, révélant des explosions cosmiques lointaines.
Ces rafales gamma journalières exigeaient une réactivité inédite, car leur contrepartie optique s'estompait vite.
BlackGEM vise un succès similaire. Les avancées technologiques – CCD géants, algorithmes intelligents – facilitent la chasse aux transitoires. La première contrepartie optique d'une onde gravitationnelle révolutionnera l'astronomie.
En 2011, au Caltech, Groot anticipe le succès d'Advanced LIGO, lancé en 2015.
La détection inaugurale de LIGO en 2015 (annoncée en 2016) et deux autres impliquaient des fusions de trous noirs. Avec deux sites, la localisation restait imprécise ; aucune contrepartie optique n'a été trouvée.
La campagne O2 d'Advanced LIGO (automne 2016) et l'arrivée de Virgo améliorent la triangulation. BlackGEM, avec ses 3 télescopes initiaux (8,1°² par minute), couvrira efficacement ces zones allongées. Extension à 15 prévue à La Silla.
BlackGEM surveille aussi supernovae, sursauts gamma et transitoires variés dans l'hémisphère sud, éclairant les mystères à courtes échelles de temps.
Face à des rivaux comme Zwicky Transient Facility, BlackGEM se distingue par sa dédication exclusive aux suivis LIGO/Virgo.
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