Des données des réseaux de synchronisation des pulsars suggèrent la présence d’un bruit de fond d’ondes gravitationnelles provenant de binaires de trous noirs supermassifs.

Des astronomes et astrophysiciens de cinq collaborations différentes de réseaux de synchronisation de pulsars ont récemment présenté des données qui suggèrent fortement la présence d’un bruit de fond d’ondes gravitationnelles. Ce bruit de fond est composé de vibrations à basse fréquence dans l’espace-temps provenant de certains des objets les plus étranges de l’univers, appelés pulsars. Les astronautes pensent que les ondes gravitationnelles émises par les paires de trous noirs supermassifs modifient la synchronisation des pulsars. Cette découverte confirme les hypothèses précédentes basées sur les données de synchronisation des pulsars, selon lesquelles un signal à basse fréquence provenant des sources gravitationnelles les plus puissantes de l’univers, très probablement des trous noirs supermassifs sur le point de fusionner, imprègne l’univers. Les données ont été obtenues par différentes collaborations internationales, dont le Chinese Pulsar Timing Array (CPTA), l’European Pulsar Timing Array (EPTA), l’Indian Pulsar Timing Array (InPTA), le Parkes Pulsar Timing Array (PPTA) et le North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav). Ces collaborations font partie de l’International Pulsar Timing Array (IPTA). Les binaires de trous noirs supermassifs, c’est-à-dire des paires de ces objets massifs qui orbitent l’un autour de l’autre et fusionnent finalement, sont les principaux candidats à l’origine de ce bruit de fond d’ondes gravitationnelles. Les ondes gravitationnelles, prédites pour la première fois par Einstein, sont des modifications du champ gravitationnel qui se déplacent à la vitesse de la lumière. Elles sont produites lorsque des trous noirs ou d’autres objets extrêmement denses comme les étoiles à neutrons interagissent. Les étoiles à neutrons sont d’anciennes étoiles extrêmement denses, si denses que les électrons tournant autour des atomes qui les composent s’effondrent sur les protons, faisant ainsi de l’étoile un gros neutron. Les ondes gravitationnelles ont été détectées pour la première fois en 2015 par l’Observatoire d’ondes gravitationnelles de l’interféromètre laser (LIGO). Cependant, le bruit de fond d’ondes gravitationnelles est beaucoup plus subtil que les ondes gravitationnelles détectées par LIGO. Les ondes gravitationnelles détectées par LIGO proviennent des fusions de trous noirs de masse stellaire, tandis que le bruit de fond des ondes gravitationnelles provient des trous noirs supermassifs qui sont beaucoup plus massifs et gravitent l’un autour de l’autre. Les pulsars, qui sont des étoiles à neutrons en rotation rapide, agissent comme des phares cosmiques pour repérer le bruit de fond des ondes gravitationnelles. Les chercheurs espèrent que la détection de ces ondes gravitationnelles permettra de mieux comprendre la formation de l’univers et le rôle des trous noirs supermassifs dans les galaxies.
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