Par: Liz Do
29 Juin, 2023
Des membres du CIFAR font partie de l’équipe qui a recueilli les premières données probantes sur les ondes gravitationnelles à basse fréquence
29 juin 2023
Des scientifiques du North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) – fondé par deux membres du CIFAR au sein du programme Extrême Univers et gravité – dévoilent 15 ans de données qui démontrent que des ondes gravitationnelles oscillent pendant des années, voire des décennies.
Des spécialistes de l’astrophysique ont recueilli les premières données probantes démontrant que des ondes gravitationnelles oscillent à des intervalles pouvant se mesurer en années et en décennies. Ces nouveaux résultats sur les ondes gravitationnelles à basse fréquence permettent de mieux comprendre l’Univers et de mieux caractériser le signal et la recherche de nouveaux types de sources dans le cosmos.
Ces travaux permettent aussi de percer les mystères de l’Univers, et les résultats exceptionnels obtenus ouvrent la voie à la réalisation d’expériences astrophysiques dans les domaines de l’évolution stellaire et de la physique des particules.
Il aura fallu 15 ans pour faire cette annonce, en collaboration avec des scientifiques des États-Unis et du Canada, dont des membres clés du programme Extrême Univers et gravité du CIFAR, Scott Ransom, Ingrid Stairs et la membre du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli Sarah Burke-Spolaor.
« Il est assez incroyable que nous puissions ainsi observer des objets de notre galaxie et apprendre des choses sur ce qui se produisait dans l’Univers il y a très longtemps », a déclaré Ingrid Stairs. « Et c’est formidable de voir que quelque chose que nous savions possible, et qui a littéralement pris plus d’une décennie d’efforts soutenus, a fini par se concrétiser. »
Ransom et Stairs font partie des membres fondateurs du North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav), un groupe international d’universitaires, de scientifiques et de stagiaires provenant d’établissements du monde entier. Victoria Kaspi, coresponsable du programme Extrême Univers et gravité du CIFAR, figurait aussi parmi les membres de la première heure du NANOGrav.
Le NANOGrav est l’une des quatre organisations qui ont annoncé cette semaine leurs résultats en astronomie des ondes gravitationnelles, avec la publication de huit articles sur le sujet.
Les données récentes du groupe montrent de plus en plus clairement que les ondes gravitationnelles proviennent de paires de trous noirs parmi les plus massifs de tout l’univers en orbite l’un autour de l’autre. Ces trous noirs sont des milliards de fois plus massifs que le Soleil.
« Nous ouvrons une nouvelle fenêtre sur l’Univers », a déclaré Ransom. « Ces mesures nous permettront d’étudier comment les galaxies les plus massives de l’Univers fusionnent et croissent, et comment les trous noirs supermassifs en leur centre font de même. »
L’étude des ondes gravitationnelles à basse fréquence est un travail laborieux qui requiert une modélisation d’une précision de l’ordre de la submicroseconde des pulsars, observés dans de nombreuses directions dans notre galaxie.
Il faut aussi des télescopes puissants. Parmi les télescopes utilisés pour les observations en cours dans le cadre de ce projet figure le télescope canadien CHIME. Lancé en 2017, CHIME est un radiotélescope exceptionnel doté de capacités puissantes sans précédent. Parmi les membres clés de CHIME figurent Kaspi, Richard Bond, Matt Dobbs, Mark Halpern, Gary Hinshaw,, Ransom, Stairs, ainsi que Keith Vanderlinde, un ancien du programme des chercheurs mondiaux CIFAR-Azrieli.
Les scientifiques espèrent que de futures études apporteront de nouvelles connaissances sur l’univers des ondes gravitationnelles, notamment sur les trous noirs supermassifs qui fusionnent au cœur de galaxies lointaines, parmi d’autres sources inconnues.
« Grâce à des observations à plus long terme, nous pourrons étudier comment la quantité d’ondes gravitationnelles observée varie en fonction de la fréquence, ce qui nous permettra d’en savoir plus sur les sources réelles de ces ondes », a déclaré Stairs.
En attendant, Stairs, Ransom et Burke-Spolaor sont ravis de pouvoir enfin publier les 15 années de données de leur groupe et, bien que Stairs et Ransom fassent de l’astronomie depuis des dizaines d’années, ils sont toujours impressionnés par le rythme des progrès dans leur domaine.
« Même si je travaille chaque jour sur cette question, je suis toujours étonné de voir à quel point cela ressemble à de la science-fiction », a déclaré Ransom. « Nous utilisons un détecteur de taille galactique, composé de pulsars à rotation rapide, pour mesurer des ondes gravitationnelles dont la fréquence se mesure en années et qui émanent probablement de trous noirs binaires supermassifs de tout l’Univers. C’est incroyable! »
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