La NASA a détecté des signaux étranges provenant de la source d’ondes gravitationnelles

Moins d’une demi-seconde après l’enregistrement de la première preuve directe d’ondes gravitationnelles le 14 septembre 2015, un signal très court et faible a été enregistré par le télescope Fermi de la NASA depuis la même région de l’espace.

Des particules lumineuses de haute énergie appelées rayons gamma ont été captées émanant d’une fusion de trous noirs dans la région, et la découverte n’aidera pas seulement les physiciens à localiser la source exacte de l’onde gravitationnelle – si elle est confirmée, elle a d’énormes implications pour notre compréhension de la physique fondamentale qui régit notre Univers.

les rayons gamma provenant de la fusion d’un trou noir seraient une découverte historique, car les trous noirs sont censés fusionner “proprement”, sans produire aucune sorte de lumière”, explique la NASA.

Tout d’abord, voici ce que nous savons. Le 14 septembre, les installations de l’observatoire d’ondes gravitationnelles LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) à Washington et en Louisiane ont détecté la première preuve directe des ondes gravitationnelles d’Einstein, attribuées à la fusion de deux trous noirs (appelés trous noirs binaires) il y a environ 1,3 milliard d’années.

Cette découverte est importante pour deux raisons, comme l’a rapporté Fiona MacDonald au début de l’année :

“Cet événement – qui en soi est une affaire importante, puisque personne n’avait jamais repéré de fusion de trous noirs binaires auparavant – était si massif qu’il a déformé de manière significative le tissu de l’espace-temps, créant des ondulations qui se sont propagées à travers l’Univers… pour finalement nous atteindre l’année dernière.”

Aujourd’hui, des chercheurs de la NASA viennent d’annoncer qu’ils ont eux aussi repéré quelque chose d’étrange le 14 septembre – un très faible sursaut de rayons gamma qui s’est produit moins d’une demi-seconde après les ondes gravitationnelles, et dans la même région de l’espace.

Une coïncidence ? Nous ne pouvons pas encore l’écarter, mais la NASA indique qu’il y a 0,2 % de chances que ces deux événements se produisent par hasard au même endroit et au même moment.

À tout le moins, cette découverte – qui a été captée par le Gamma-ray Burst Monitor (GBM) du télescope spatial Fermi de la NASA – aidera les scientifiques à déterminer l’endroit exact où la fusion des trous noirs s’est produite il y a 1,3 milliard d’années.

Comme l’explique la NASA :

“Actuellement, les observatoires des ondes gravitationnelles possèdent une vision relativement floue. Pour l’événement de septembre, baptisé GW150914 d’après la date, les scientifiques de LIGO n’ont pu remonter à la source que jusqu’à un arc de ciel d’une superficie d’environ 600 degrés carrés, comparable à la surface angulaire de la Terre occupée par les États-Unis.

En supposant que l’éclatement du GBM soit lié à cet événement, la localisation du GBM et la vue de la Terre de Fermi se combinent pour réduire la zone de recherche de LIGO d’environ deux tiers, à 200 degrés carrés.”

Carte de la source originale de l’événement d’ondes gravitationnelles du 14 septembre, qui a maintenant été réduite de deux tiers. Crédit : LIGO/Axel Mellinger

Mais le fait que la lumière semble avoir été émise par une fusion de trous noirs pourrait également inciter à repenser massivement l’un des événements à haute énergie les plus violents de l’Univers connu.

Pourquoi ? Eh bien, pour faire simple, il faut du gaz pour générer de la lumière, et il ne devrait pas y avoir de gaz autour de deux trous noirs sur le point de fusionner, car il devrait avoir été avalé par l’un d’eux bien avant que la paire n’entre en collision.

Il y a maintenant deux possibilités. La première est que l’explosion de rayons gamma était vraiment une coïncidence et n’était pas liée à la fusion de trous noirs GW150914 qui a produit les ondes gravitationnelles du 14 septembre. La seconde est que les fusions de trous noirs peuvent vraiment produire une émission de rayons gamma observable, et cela signifie que nous allons devoir repenser les lois qui régissent ce que les trous noirs peuvent avaler et quand.

“Il s’agit d’une découverte alléchante qui a peu de chances d’être une fausse alerte, mais avant de commencer à réécrire les manuels, nous devrons observer d’autres sursauts associés à des ondes gravitationnelles provenant de fusions de trous noirs”, a déclaré Valerie Connaughton, membre de l’équipe du GBM, à Francis Reddy de Phys.org.

Nous allons maintenant avoir besoin de plus de données pour savoir lesquelles, mais des particules de gaz échappant à l’attraction des trous noirs ? Ce serait tout à fait étonnant.

Les résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal.