Les chercheurs pourraient détecter davantage de fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons avec des plans pour un nouvel observatoire phare des ondes gravitationnelles en Europe se rapprochant un peu plus.

Une proposition a été soumise pour l'inclusion du télescope Einstein (ET) dans la feuille de route du Forum stratégique européen pour les infrastructures de recherche (ESFRI), qui permettrait l'observation de l'Univers entier à travers les ondes gravitationnelles.

ET est un détecteur d'ondes gravitationnelles au sol qui sera en mesure de tester la théorie de la relativité générale d'Einstein et de réaliser une astronomie d'ondes gravitationnelles de précision.

Professeur Stuart Reid, Chef du département de génie biomédical à Strathclyde, est le coprésident nommé d'Optics for ET. Il est le seul membre britannique de l'Instrument Science Board pour ET et est responsable de la technologie miroir qui constitue le cœur de l'infrastructure proposée.

Ceci est basé sur le rôle de leader international de Strathclyde dans la fabrication de revêtements laser aux performances extrêmes, qui est réalisée en partenariat avec l'Institute for Gravitational Research de l'Université de Glasgow et des collègues associés de l'Université de l'Ouest de l'Écosse.

Trous noirs

Le professeur Reid a déclaré:"Les futurs observatoires d'ondes gravitationnelles tels que l'ET proposé signifient que les chercheurs pourraient détecter davantage de fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons, nous permettent de cartographier comment l'expansion de l'Univers, et observez des événements entièrement nouveaux. La forme triangulaire unique fournira plus d'informations à partir des signaux astrophysiques, mieux repérer les sources sur le ciel, et poussera la compréhension scientifique du comportement de la matière et de la gravité en testant la théorie de la gravité d'Einstein dans des champs gravitationnels puissants."

Le forum joue un rôle clé dans l'élaboration des politiques sur les infrastructures de recherche en Europe et la conception d'ET a été soutenue par des subventions de la Commission européenne et un consortium d'environ 40 instituts de recherche et universités à travers l'Europe, qui a officiellement soumis la proposition.

Tunnels souterrains

L'observatoire nécessitera 30 km de tunnels souterrains, formant une forme triangulaire, et utilisera des lasers pour mesurer l'étirement et la compression de l'espace-temps à partir d'événements astrophysiques massifs et violents.

ET s'appuierait sur les réalisations scientifiques d'Advanced Virgo en Europe et d'Advanced LIGO aux États-Unis au cours des cinq dernières années. Elle a commencé avec la première détection directe d'ondes gravitationnelles en septembre 2015 et s'est poursuivie en août 2017 lorsque les ondes gravitationnelles émises par deux étoiles à neutrons en fusion ont été observées.

L'observation récente par Advanced Virgo et Advanced LIGO de la fusion de deux trous noirs stellaires pour créer un 142 fois plus massif que le Soleil, annoncé le 2 septembre 2020, a démontré l'existence de tels objets jusque-là inconnus dans notre Univers.

Pour exploiter pleinement le potentiel, une nouvelle génération d'observatoires est nécessaire et l'ET permettrait aux scientifiques de détecter toute coalescence de deux trous noirs de masse intermédiaire dans l'univers entier et d'aider à comprendre son évolution.

Deux sites pour ET, qui devrait être opérationnel d'ici le milieu des années 2030, sont en cours d'évaluation, l'Euregio Meuse-Rhin, aux frontières de la Belgique, l'Allemagne et les Pays-Bas, et en Sardaigne, Italie, avec une décision attendue dans les cinq prochaines années.