Le bruit de fond émis par le tourbillon de gigantesques trous noirs, que les astronomes traquaient depuis 25 ans, a été identifié grâce à une technique inédite de détection des ondes gravitationnelles.
Ces résultats, dévoilés jeudi, sont le fruit d'une vaste collaboration des plus grands radiotélescopes au 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.
Une collision de trous noirs?
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.
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.
Même si elles sont liées à des phénomènes massifs, leur signal est extrêmement ténu. En 2015, les détecteurs d'ondes gravitationnelles Ligo (Etats-Unis) et Virgo (Europe) avaient détecté le frémissement ultra-bref – moins d'une seconde – de collisions entre des trous noirs stellaires, d'une dizaine de fois la masse du Soleil.
Un signal détecté grâce à des pulsars
Cette fois, un signal bien plus étiré dans le temps trahit un phénomène à plus grande échelle, capté par un réseau international de radiotélescopes.
Pour détecter ces ondes, les scientifiques ont utilisé un outil inédit: des pulsars. Au lieu de briller de façon continue, ces étoiles envoient à cadence régulière de très brèves impulsions de rayonnement dans l'espace.
Les scientifiques ont ainsi pu mesurer un infime dérèglement de la cadence de leur rayonnement, avec «des changements inférieurs à un millionième de seconde sur plus de 20 ans», selon les scientifiques.
Ces retards marquaient une «perturbation commune à tous les pulsars», soit la signature caractéristique des ondes gravitationnelles, selon Gilles Theureau. «C'était un moment magique», a raconté Maura McLaughlin, du réseau américain Pulsar Search Collaboratory.
L'hypothèse privilégiée de l'origine de ces ondes pointe vers des trous noirs supermassifs – chacun d'une taille supérieure à celle de notre système solaire – «prêts à se percuter», selon Gilles Theureau.
Cette découverte ouvre «une nouvelle fenêtre sur l'Univers» conclut les scientifiques
(ATS)