La détection pionnière des ondes gravitationnelles en 2015, issue de fusions de trous noirs invisibles, a été reproduite plusieurs fois. Aujourd'hui, pour la première fois, les astronomes ont observé simultanément ces ondes et un rayonnement électromagnétique provenant d'une collision d'étoiles à neutrons visibles, ouvrant une nouvelle ère en astronomie multimessager.
Les fusions de trous noirs ne sont pas les seules sources d'ondes gravitationnelles. La première, détectée en septembre 2015 (GW150914), provenait d'une telle collision cosmique. Les étoiles à neutrons en fusion produisent également ces ondes, détectables sur Terre par des instruments comme LIGO aux États-Unis et VIRGO en Italie.
Le 17 août 2017, LIGO et VIRGO ont capté un signal d'ondes gravitationnelles issu d'un événement à 130 millions d'années-lumière, baptisé GW170817.
Les observations optiques et gamma, menées avec le Very Large Telescope au Chili, LOFAR aux Pays-Bas et Fermi dans l'espace, ont rapidement identifié la source : une fusion de deux étoiles à neutrons, accompagnée d'un sursaut gamma et d'une kilonova. Le signal électromagnétique est arrivé avec seulement 1,7 seconde de retard. Les deux étoiles ont probablement formé un trou noir.
« Les astronomes peuvent désormais observer les mêmes événements cosmiques via différentes 'fenêtres' observationnelles. »
Cette observation est cruciale : elle confirme la formation d'éléments lourds comme l'or et le platine lors de telles fusions, résolvant un mystère cosmologique. Surtout, elle illustre le potentiel de l'astronomie multimessager, combinant ondes gravitationnelles et lumière pour explorer l'Univers.
Selon Chris Van Den Broeck, physicien belge au Nikhef (Institut néerlandais de physique des particules), expert en ondes gravitationnelles, ce signal apporte des données précieuses sur les étoiles à neutrons – dont la densité est si extrême qu'une cuillerée à café de leur matière pèse plusieurs milliards de tonnes.
« Une cuillerée à café de matière d'étoile à neutrons pèse plusieurs milliards de tonnes. »
« Le signal révèle comment les forces de marée déforment ces étoiles, informant sur leur structure interne. Il offre aussi une nouvelle méthode de mesure des distances cosmiques et confirme que la vitesse des ondes gravitationnelles est égale à celle de la lumière, à l'échelle de précision actuelle. Une véritable mine d'or scientifique. »
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