Après des années de recherche, les chercheurs ont finalement réussi à détecter les murmures de l’Univers : un flux constant d’ondulations à basse fréquence dans l’espace-temps. Les ondes gravitationnelles sont des distorsions de l’espace-temps elles-mêmes, prédites pour la première fois par Albert Einstein il y a plus d’un siècle. Mais ce n’est qu’en 2015 qu’elles ont été détectées directement grâce à l’installation LIGO. Depuis lors, une centaine de détections ont été réalisées.
Si les signaux précédents provenaient toujours de hautes fréquences, issus de collisions d’objets denses tels que des trous noirs et des étoiles à neutrons, on prédisait depuis longtemps l’existence d’un certain bruit de fond constitué de signaux de fréquences beaucoup plus basses se propageant lentement dans l’Univers. Alors que les observations précédentes étaient effectuées en utilisant des installations souterraines émettant des lasers dans de longs tunnels et recherchant de petites distorsions de la lumière indiquant le passage d’une onde gravitationnelle, la nouvelle approche, détaillée dans le Journal Astrophysique, a impliqué un réseau galactique de 68 pulsars millisecondes.
Comparés à des horloges atomiques cosmiques, ces vestiges d’étoiles effondrées en rotation rapide émettent des impulsions électromagnétiques à intervalles extrêmement réguliers, dont un léger décalage peut révéler le passage d’ondes gravitationnelles à très basse fréquence. L’examen minutieux des données collectées pendant 15 ans dans le cadre du projet NANOGrav a permis de détecter pour la première fois ces “murmures”.
“Nous avons dû prendre en compte de nombreux effets perturbateurs, tels que le mouvement des pulsars, les perturbations causées par les électrons libres dans notre galaxie, les instabilités des horloges de référence des observatoires radio, et même la position précise du centre du système solaire, que nous avons déterminée avec l’aide des missions Juno et Cassini de la NASA”, souligne le physicien Michele Vallisneri. On estime que ce bruit de fond provient de phénomènes beaucoup plus importants que ceux à l’origine des signaux captés par LIGO, potentiellement des fusions de trous noirs supermassifs dont la masse est des millions de fois supérieure à celle de leurs homologues “classiques” et des étoiles à neutrons. Selon l’équipe, les détections deviendront de plus en plus précises à mesure que d’autres télescopes rejoindront le projet.
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