Ondes gravitationnelles : LIGO et VIRGO détectent pour la première fois une fusion d’étoiles à neutrons !

La première détection d’ondes gravitationnelles par l’instrument LIGO avait fait beaucoup de bruit en 2016, ouvrant la voie à une nouvelle forme d’astronomie. Cette technique a aujourd’hui permis de découvrir la première kilonova ou fusion d’étoiles à neutrons.

Ce n’est pas la première fois que Ligo et Virgo détectent un soubresaut de l’espace-temps. Comme pour les quatre observations précédentes, les scientifiques ont immédiatement pensé qu’il s’agissait une fois encore d’une fusion de trous noirs. Mais l’origine de la secousse est en réalité tout autre. Il s’agit cette fois-ci d’une kilonova, ou fusion d’étoiles à neutrons.

Les étoiles à neutrons sont des vestiges d’étoiles massives. A la fin de sa vie, une étoile géante se désintègre généralement pour former une supernova, une explosion extrêmement puissante qui peut durer jusqu’à plusieurs semaines. Une fois le souffle passé, il ne reste qu’un petit astre, que l’on appelle étoile à neutrons. Pour créer une kilonova, il faut donc que deux de ces étoiles à neutrons se rencontrent. La fusion des deux astres va ensuite secouer l’espace-temps pour produire une onde qui se propage dans l’infini de l’espace. Et c’est justement cela que LIGO et VIRGO viennent d’observer.

Fusion de deux étoiles à neutrons émettant des ondes gravitationnelles © Karan Jani, Georgia Tech

Fusion de deux étoiles à neutrons © Karan Jani, Georgia Tech

Les ondes gravitationnelles, un nouveau chapitre dans l’astronomie

La technique de détection d’ondes gravitationnelles est si révolutionnaire qu’elle fit l’année dernière l’objet de l’attribution d’un Prix Nobel de physique aux américains Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne pour leurs contributions décisives au détecteur LIGO.

Contrairement à la détection d’une fusion de trous noirs qui ne dure qu’une fraction de secondes, l’observation de la fusion d’étoiles à neutrons a duré plus d’une minute. Dans le cadre de cette nouvelle observation, les deux étoiles à neutrons fusionnées mesurent entre 1,1 et 1,6 fois la masse du Soleil.

Vers l’origine de l’or et du plomb

La portée de cette découverte va bien au-delà de l’astrophysique et touche des disciplines comme la chimie. Lors de la kilonova, un rayonnement électromagnétique est émis par la désintégration d’ions lourds et ceux-ci donnent naissance à une projection de matière brulante vers l’espace. Cette découverte explique donc l’origine de métaux lourds, comme l’or, le platine ou le plomb. Il est aujourd’hui fort probable que ces métaux aient été apportés sur Terre grâce à une explosion de ce type.

Fusion de deux étoiles à neutrons © SkyWorld Digital

Fusion de deux étoiles à neutrons © SkyWorld Digital

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