Un mystérieux événement cosmique pourrait avoir légèrement étiré et resserré notre planète la semaine dernière. Le 14 janvier, des astronomes ont détecté une salve d’ondes gravitationnelles d’une fraction de seconde, des distorsions dans l’espace-temps… mais les chercheurs ne savent pas d’où vient cette salve.
Le signal de l’onde gravitationnelle, capté par le Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) et le Virgo interferometer, n’a duré que 14 millisecondes, et les astronomes n’ont pas encore pu déterminer la cause de la salve ni s’il s’agissait d’une simple défaillance des détecteurs.
Les ondes gravitationnelles peuvent être causées par la collision d’objets massifs, tels que deux trous noirs ou deux étoiles à neutrons. Les astronomes ont détecté de telles ondes gravitationnelles lors de la collision d’une étoile à neutrons en 2017 et d’une autre en avril 2019, selon de nouvelles découvertes qui ont été présentées lors de la réunion de la American Astronomical Society le 6 janvier.
Mais les ondes gravitationnelles résultant de collisions avec des objets aussi massifs durent généralement plus longtemps et se manifestent dans les données sous la forme d’une série d’ondes dont la fréquence change au fil du temps lorsque les deux objets en orbite se rapprochent l’un de l’autre, a déclaré Andy Howell, un scientifique du réseau mondial de télescopes de l’Observatoire de Los Cumbres et un membre auxiliaire du corps professoral en physique de l’Université de Californie, à Santa Barbara. Il ne faisait pas partie de la recherche du LIGO.
Il est peu probable que ce nouveau signal soit une série d’ondes, car il était très localisé à un endroit dans le ciel, a déclaré Howell. Une possibilité plus probable est que cet éclat de courte durée d’ondes gravitationnelles provienne d’un événement plus transitoire, comme l’explosion d’une supernova, la fin catastrophique de la vie d’une étoile.
En effet, certains astronomes ont émis l’hypothèse que cela pourrait être un signal de l’étoile Bételgeuse, qui s’est mystérieusement éteinte récemment et qui devrait connaître une explosion de type supernova. Mais l’étoile Bételgeuse est toujours là, donc ce n’est pas ce scénario, a déclaré M. Howell. Il est également peu probable que ce soit une autre supernova car elles ne se produisent dans notre galaxie qu’une fois tous les 100 ans environ, a-t-il ajouté.
De plus, la salve « semble encore un peu trop courte pour ce que nous attendons de l’effondrement d’une étoile massive », a-t-il dit. « D’un autre côté, nous n’avons jamais vu une étoile exploser dans les ondes gravitationnelles auparavant, donc nous ne savons pas vraiment à quoi cela ressemblerait ». De plus, les astronomes n’ont pas détecté de neutrinos, de minuscules particules subatomiques qui ne portent aucune charge, que les supernovas sont connus pour libérer.
Une autre possibilité est que la fusion de deux trous noirs de masse intermédiaire ait causé le signal, a déclaré M. Howell. La fusion d’étoiles à neutrons produit des ondes qui durent plus longtemps (environ 30 secondes) que ce nouveau signal, tandis que la fusion de trous noirs pourrait ressembler davantage à des salves (qui durent environ quelques secondes). Cependant, les fusions de trous noirs intermédiaires peuvent également libérer une série d’ondes qui changent de fréquence.
Le LIGO est tombé sur ce signal alors qu’il recherchait spécifiquement de telles salves. Mais « cela ne signifie pas que ce qu’il a trouvé est une fusion de trous noirs de masse
intermédiaire », a déclaré Howell à Live Science. « Nous ne savons pas ce qu’ils ont trouvé », d’autant plus que le LIGO n’a pas encore publié la structure exacte du signal, a-t-il ajouté.
Il est également possible que ce signal ne soit qu’un bruit dans les données du détecteur, a dit Howell. Mais cet éclat d’ondes gravitationnelles a été trouvé par les trois détecteurs LIGO : un dans l’état de Washington, un en Louisiane et un en Italie. Ainsi, la probabilité que les détecteurs LIGO trouvent ce signal par hasard (ce qui signifie que c’est une fausse alerte) est d’une fois tous les 25,84 ans, ce qui « nous donne une indication que c’est un signal assez bon », a déclaré M. Howell.
« Il pourrait y avoir d’autres explications à cette mystérieuse explosion, également. Par exemple, une supernova aurait pu s’effondrer directement dans un trou noir sans produire de neutrinos, bien qu’un tel événement soit très spéculatif », a dit M. Howell. Les astronomes pointent maintenant leurs télescopes vers cette région pour essayer de localiser la source des ondes.
« L’univers nous surprend toujours », a-t-il ajouté. « Il pourrait y avoir des événements astronomiques totalement nouveaux là-haut qui produisent des ondes gravitationnelles auxquelles nous n’avons pas vraiment pensé. »
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