Ondes gravitationnelles : première détection conjointe entre LIGO et Virgo

Les scientifiques des collaborations LIGO et Virgo ont annoncé ce 27 septembre 2017 l’observation, pour la première fois par trois détecteurs, d’ondes gravitationnelles émises lors de la fusion de deux trous noirs. Cette première a été rendue possible par le démarrage de l’instrument Virgo dans sa version améliorée dénommée « Advanced Virgo », qui s’est joint le 1^er août 2017 aux observations des deux détecteurs LIGO, eux aussi dans leur version « Advanced LIGO». Elle ouvre la voie à une localisation bien plus précise des sources d’ondes gravitationnelles. La collaboration internationale exploitant les trois détecteurs, qui comprend notamment l’équipe Optomécanique et Mesures Quantiques du LKB, vient de voir acceptée une publication scientifique à la revue Physical Review Letters.

Ce nouvel événement confirme que les couples de trous noirs sont relativement abondants, et va contribuer à leur étude. Les deux trous noirs, qui avaient des masses égales à 25 et 31 fois celle du Soleil, ont fusionné en un trou noir de 53 masses solaires, l’équivalent de 3 masses solaires ayant été converti en énergie sous forme d’ondes gravitationnelles. Cet événement s’est produit à environ 1,8 milliard d’années-lumière de la Terre ; autrement dit, les ondes gravitationnelles se sont propagées dans l’espace pendant 1,8 milliard d’années avant d’être détectées le 14 août 2017 par le détecteur Advanced LIGO situé dans l’État de la Louisiane (États-Unis), puis 8 millièmes de seconde plus tard par celui de Washington, et enfin 6 millièmes de seconde après par Advanced Virgo situé près de Pise en Italie.

L’apport d’un troisième instrument, Advanced Virgo, permet d’améliorer significativement la localisation des événements astrophysiques à l’origine des ondes gravitationnelles. Ces événements, extrêmement violents, peuvent dans certains cas produire un rayonnement électromagnétique, comme de la lumière. Avec seulement deux détecteurs d’ondes gravitationnelles, la zone de recherche dans le ciel s’étendait sur une zone équivalant à plusieurs milliers de fois la surface de la pleine Lune. Grâce à Advanced Virgo, elle est environ dix fois plus petite, et l’estimation de la distance à laquelle se trouve la source est aussi deux fois meilleure. En désignant la zone précise du ciel où regarder, ceci offre de réelles chances d’observer ces événements avec des télescopes optiques ou radio-fréquences.

GW170814 : A three-detector observation of gravitational waves from a binary black hole coalescence.
The LIGO Scientific Collaboration and The Virgo Collaboration, accepté à Physical Review Letters.
Lien vers l’Article : https://tds.virgo-gw.eu/GW170814
Lien vers le communiqué de presse : CNRS

Contact LKB :  Pierre-Francois Cohadon