Vue aérienne du site Virgo montrant le bâtiment Mode-Cleaner, le bâtiment central, le bras ouest de trois kilomètres de long et le début du bras nord. Les autres bâtiments comprennent des bureaux, ateliers, salles informatiques et la salle de contrôle de l'interféromètre. Crédit :La collaboration Virgo/CCO 1.0
En août, des détecteurs sur deux continents ont enregistré des signaux d'ondes gravitationnelles provenant d'une paire de trous noirs entrant en collision. Cette découverte, annoncé aujourd'hui, est la première observation d'ondes gravitationnelles par trois détecteurs différents, marquant une nouvelle ère d'une meilleure compréhension et d'une localisation améliorée des événements cosmiques désormais disponibles grâce aux observatoires d'ondes gravitationnelles mis en réseau à l'échelle mondiale.
La collision a été observée le 14 août à 10 h 30 min 43 s en temps universel coordonné (UTC) à l'aide des deux détecteurs LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) financés par la National Science Foundation (NSF) situés à Livingston, Louisiane, et Hanford, Washington, et le détecteur Vierge, financé par le CNRS et l'INFN et situé près de Pise, Italie.
La détection par la collaboration scientifique LIGO (LSC) et la collaboration Virgo est le premier signal d'onde gravitationnelle confirmé enregistré par le détecteur Virgo. Un article sur l'événement, une collision désignée GW170814, a été accepté pour publication dans la revue Lettres d'examen physique .
« Il y a un peu plus d'un an et demi, La NSF a annoncé que son interféromètre laser Gravitational Wave Observatory avait réalisé la toute première détection d'ondes gravitationnelles, résultant de la collision de deux trous noirs dans une galaxie distante d'un milliard d'années-lumière, " a déclaré France Córdova, directrice de la NSF. "Aujourd'hui, nous sommes ravis d'annoncer la première découverte réalisée en partenariat entre l'observatoire des ondes gravitationnelles Virgo et la Collaboration Scientifique LIGO, la première fois qu'une détection d'ondes gravitationnelles a été observée par ces observatoires, situés à des milliers de kilomètres l'un de l'autre. Il s'agit d'une étape passionnante dans l'effort scientifique international croissant pour percer les mystères extraordinaires de notre univers."
LIGO exploite deux sites de détection - un près de Hanford dans l'est de Washington, et un autre près de Livingston, Louisiane. Le site du détecteur de Livingston est illustré ici. Crédit :LIGO Collaboration
Les ondes gravitationnelles détectées - ondulations dans l'espace et le temps - ont été émises lors des derniers instants de la fusion de deux trous noirs, un avec une masse d'environ 31 fois celle de notre soleil, l'autre environ 25 fois la masse du soleil. L'événement, situé à environ 1,8 milliard d'années-lumière a entraîné un trou noir en rotation avec environ 53 fois la masse de notre soleil, ce qui signifie qu'environ trois masses solaires ont été converties en énergie d'ondes gravitationnelles pendant la coalescence.
"Ce n'est que le début des observations avec le réseau activé par Virgo et LIGO travaillant ensemble, ", a déclaré le porte-parole du LSC, David Shoemaker, du Massachusetts Institute of Technology (MIT). " Avec la prochaine série d'observations prévue pour l'automne 2018, nous pouvons nous attendre à de telles détections chaque semaine ou même plus souvent."
LIGO est passé à un détecteur d'ondes gravitationnelles de deuxième génération, connu sous le nom de LIGO avancé, composé de deux interféromètres identiques. Début des opérations en septembre 2015, Advanced LIGO a effectué deux essais d'observation. La deuxième course d'observation, "O2, " a commencé le 30 novembre, 2016, et a pris fin le 25 août, 2017.
Le détecteur Vierge, aussi maintenant un détecteur de deuxième génération, a rejoint la course O2 le 1er août 2017 à 10 h UTC. La détection en temps réel du 14 août a été déclenchée avec les données des trois instruments LIGO et Virgo.
Vue du détecteur LIGO à Hanford, Washington. La recherche LIGO est menée par la Collaboration Scientifique LIGO, un groupe de plus de 1, 000 scientifiques d'universités des États-Unis et de 14 autres pays. Crédit :Laboratoire LIGO
"C'est merveilleux de voir un premier signal d'ondes gravitationnelles dans notre tout nouveau détecteur Advanced Virgo seulement deux semaines après qu'il a officiellement commencé à prendre des données, " dit Jo van den Brand de Nikhef et Vrije Universiteit Amsterdam, porte-parole de la collaboration Virgo. "C'est une belle récompense après tout le travail accompli dans le projet Advanced Virgo pour mettre à niveau l'instrument au cours des six dernières années."
Lorsqu'un événement est détecté par un réseau à trois détecteurs, la zone du ciel susceptible de contenir la source se rétrécit de manière significative, amélioration de la précision des distances. La région du ciel pour GW170814 a une taille de seulement 60 degrés carrés, plus de 10 fois plus petit que la taille en utilisant les données disponibles à partir des seuls deux interféromètres LIGO.
"Être capable d'identifier une zone de recherche plus petite est important, parce que de nombreuses fusions d'objets compacts, par exemple celles impliquant des étoiles à neutrons, devraient produire des émissions électromagnétiques à large bande en plus des ondes gravitationnelles, " déclare Laura Cadonati de Georgia Tech, porte-parole adjoint de la collaboration scientifique LIGO. "Ces informations de pointage de précision ont permis à 25 installations partenaires d'effectuer des observations de suivi basées sur la détection LIGO-Virgo, mais aucune contrepartie n'a été identifiée, comme prévu pour les trous noirs."
"Avec cette première détection conjointe par les détecteurs Advanced LIGO et Virgo, nous avons fait un pas de plus dans le cosmos des ondes gravitationnelles, " dit David H. Reitze de Caltech, directeur exécutif du Laboratoire LIGO. "La Vierge apporte une nouvelle capacité puissante pour détecter et mieux localiser les sources d'ondes gravitationnelles, celui qui conduira sans aucun doute à des résultats passionnants et imprévus à l'avenir."
