Les détections d’ondes gravitationnelles ont fait de fulgurants progrès en peu d’années. Une infographie interactive permet de parcourir les signaux qui ont été repérés, en explorant les fusions de trous noirs et étoiles à neutrons qui en sont à l’origine.

Prédite au début du 20e siècle par Albert Einstein, l’existence des ondes gravitationnelles n’a pu être confirmée que tout récemment, avec une première détection en 2015. Ces précieux signaux permettent d’en savoir davantage sur les événements astronomiques à leur origine, comme des collisions de trous noirs (ce qui était le cas pour la première détection en 2015) ou d’étoiles à neutrons, voire de ces deux types d’objets ensemble.

Depuis, de nouveaux spécimens ont été repérés. Ensemble, les observatoires LIGO (États-Unis) et Virgo (Italie) ont détecté 50 séries d’ondes gravitationnelles. Multiplier les enregistrements est essentiel pour les scientifiques, car une détection isolée fournit certes des renseignements, mais n’est pas suffisante pour aller encore plus loin dans l’analyse. Grâce aux ondes gravitationnelles, un nouveau champ s’est ouvert pour l’astronomie : on peut désormais « observer » l’Univers à l’aide de ces ondes qui déforment l’espace-temps et se propagent à la vitesse de la lumière.

Pour aider à mieux se représenter ces détections d’ondes gravitationnelles, la designeuse Nadieh Bremer, spécialisée dans la visualisation de données, a conçu une belle infographie interactive publiée sur ScienceNews le 21 janvier 2021. Elle regroupe les 50 séries d’ondes gravitationnelles détectées et permet bien de se rendre compte de la diversité des événements qui peuvent être à l’origine de ces ondes.

Explorez les détections d’ondes gravitationnelles dans cette infographie épatante

Le signal GW150914, première détection directe d’une onde gravitationnelle.

Source : Capture d’écran ScienceNews/Nadieh Bremer

Écoutez le son de ces fusions colossales

L’infographie est plutôt simple à utiliser (elle n’est néanmoins accessible qu’en anglais)  : pour chaque événement, il est possible de survoler les objets à l’origine de l’onde gravitationnelle afin de connaître leur nature et leurs caractéristiques (leurs masses initiales et leur masse finale après la fusion). En cliquant sur la note de musique, vous pourrez même écouter la collision (une fonctionnalité assez amusante). Le cercle central représente la masse du résultat de la fusion, à l’échelle pour permettre de comparer les événements. À gauche, l’infographie est légendée en indiquant le temps qui s’est écoulé depuis que ces ondes ont été émises.

Si des éléments figurent en bleu, c’est que l’infographie fournit de plus amples détails sur l’événement en question. Il est alors possible de « zoomer » (il suffit de cliquer) pour obtenir une brève description de la fusion, et ce qui a pu faire sa particularité lors de sa détection par les scientifiques. Vous obtenez également la localisation de la collision dans le ciel, pour les hémisphères nord et sud.

Plus la collision a eu lieu loin de notre planète, plus le signal d’onde gravitationnelle a mis du temps à nous parvenir. L’infographie montre également que certains des signaux ont été émis alors que l’Univers n’en était qu’à la moitié de son existence (il est âgé d’environ 14 milliards d’années). On voit que les plus petites fusions semblent plus récentes (donc plus proches de la Terre) : cela montre également que les observations avec LIGO et Virgo se perfectionnent, car les ondes émises par des événements moins colossaux sont plus difficiles à détecter. De futures détections viendront probablement enrichir ce que l’on sait déjà sur ces événements énigmatiques, sur les trous noirs et les étoiles à neutrons.