Une équipe internationale de chercheurs a mis à l'épreuve la théorie de la relativité générale d'Einstein pendant seize ans. Leurs observations de deux pulsars orbitant à 2 400 années-lumière de la Terre constituent les mesures les plus précises jamais réalisées, confirmant une fois de plus la robustesse de cette théorie fondamentale.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation rapide, vestiges compacts d'explosions de supernovas. Ils émettent des faisceaux de rayonnement radio détectés sur Terre sous forme d'impulsions régulières et extrêmement précises, idéales pour servir d'horloges cosmiques et mesurer leurs mouvements orbitaux avec une fidélité exceptionnelle.
Le "double pulsar" étudié par Michael Kramer et son équipe, PSR J0737-3039 A/B, réunit deux pulsars radio orbitant l'un autour de l'autre à près d'un million de km/h en moins de deux heures. L'un tourne 44 fois par seconde, l'autre en trois secondes environ. Chacun possède 30 % de masse solaire en plus, mais ne mesure que 24 km de diamètre.
Grâce à sept radiotélescopes, dont le Westerbork Synthesis Radio Telescope, les astronomes ont quantifié avec une précision record la perte d'énergie orbitale due aux ondes gravitationnelles émises par ce système. Cet effet, déjà observé ailleurs, l'est ici avec une exactitude sans précédent.
Les résultats s'alignent parfaitement sur les prédictions de la relativité générale, révélant pour la première fois dans un système pulsar des phénomènes comme le "retard de Shapiro" et la déviation de la lumière par un champ gravitationnel intense.
Les chercheurs ont mesuré, avec une précision d'1 partie sur un million, la précession de l'orbite du pulsar le plus rapide – un effet 140 000 fois plus marqué que sur Mercure. Cette exactitude a même nécessité de corriger pour l'effet Lense-Thirring, où le pulsar "entraîne" l'espace-temps environnant.
Image : Vue d'artiste du système double pulsar PSR J0737-3039 A/B, avec deux pulsars en orbite en deux heures seulement. (Michael Kramer/MPIfR)
