Le futur télescope Einstein sera capable de détecter un million d'ondes gravitationnelles par an !

En Europe, un projet de télescope de détection d'ondes gravitationnelles de troisième génération devrait voir le jour dans les années 2030. Enfoui à 300 mètres de profondeur, le télescope Einstein, c'est son nom, pourra sonder un volume mille fois plus important et offrira la possibilité de détecter un million d'ondes gravitationnelles par an. Avec, à la clé, le pari de comprendre le Big Bang.

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[EN VIDÉO] Ondes gravitationnelles : leur détection expliquée en une minute  Ça y est, des ondes gravitationnelles ont été détectées. Ces fluctuations de l’espace-temps proviennent de la fusion de deux trous noirs d’environ 30 fois la masse de notre Soleil. Découvrez dans cette vidéo comment les scientifiques de Ligo ont pu effectuer ces premières mesures. 

Le 14 septembre 2015, s'est ouverte une nouvelle fenêtre sur l'Univers avec la détection, par la collaboration internationale Ligo-Virgo, des premières ondes gravitationnelles en provenance de la fusion de deux trous noirs. Depuis, les astronomes disposent d'un moyen unique pour observer les phénomènes les plus violents de l'Univers, restés jusqu'ici invisibles par les autres méthodes d'observation.

Cinq ans après cette découverte, afin d'exploiter pleinement le potentiel de cette discipline naissante et répondre à toutes les questions soulevées par cette nouvelle astronomie, un consortium, rassemblant plus de 40 universités européennes, a pour objectif de construire le plus grand télescope en matière de détection d'ondes gravitationnelles. Il sera presque trois fois plus grand et au moins 10.000 fois plus sensible que les interféromètres Virgo, en Europe, et Ligo, aux États-Unis, qui ont été les premiers à détecter des ondes gravitationnelles.

Baptisé télescope Einstein, il sera construit en Europe et la décision de sa localisation sera prise d'ici 2023. Actuellement, deux sites possibles sont en cours d'évaluation : la région Euregio-Meuse-Rhin, à la frontière entre la Belgique, les Pays-Bas et l'Allemagne, ainsi que la Sardaigne en Italie. Ce télescope, dont le financement n'est pas encore garanti, devrait voir le jour dans les années 2030.

Des scientifiques expliquent le projet de télescope Einstein, dont le professeur Christophe Collette (ULB/ULiège) Principal Investigator au sein de la Ligo Scientific Collaboration, interviewé pour cet article.

À 300 mètres sous terre pour neutraliser les vibrations parasites

Ce télescope sera enfoui à 300 mètres de profondeur pour atténuer les vibrations induites par l'activité humaine, le vent ou le mouvement du sol. Il faut savoir que la détection d'une onde gravitationnelle est très complexe à réaliser, ce qui explique pourquoi aucune n'a été détectée avant septembre 2015. À son passage, la distance entre deux objets est modifiée. Mais, malgré l'intensité des phénomènes cosmiques qui en est la cause, l'ordre de grandeur de leurs effets est minuscule : il faut pouvoir capter sur Terre des variations de longueurs cent millions de fois plus petites !

Le télescope Einstein s'apparentera à un instrument de forme triangulaire de 3 x 10 kilomètres et comprenant 6 interféromètres de plusieurs kilomètres de long. Chaque extrémité comprend une « station de mesure » dans un laboratoire souterrain équipé des technologies d'optique et lasers ultramodernes. Les divers composants optiques seront refroidis à une température proche du zéro absolu et suspendus à l'extrémité d'un appareillage complexe de 15 mètres de hauteur environ.

Avant de débuter son développement, une étude de faisabilité approfondie est en cours et la construction d'un prototype, confiée au Centre spatial de Liège, est nécessaire de façon à développer et valider expérimentalement des éléments importants de ce futur télescope, notamment des technologies beaucoup plus avancées que celles mises à disposition aujourd'hui ! Par exemple, nous ne savons pas encore s'il sera possible d'isoler des miroirs lourds des vibrations du sol, à température cryogénique. « Si nous sommes capables de le faire sur un prototype, nous serons capables de le faire sur le télescope Einstein », déclare Christophe Collette, ULB/ULiège, Principal Investigator au sein de la Ligo Scientific Collaboration.

Un bond dans la connaissance de la cosmologie et la matière

Avec ce futur télescope, les astronomes font le pari d'avancées scientifiques significatives dans de nombreux domaines de l'astronomie liés aux événements extrêmes de l'Univers et cela, jusqu'à des distances très élevées dans l'Univers, et donc, à une époque reculée dans l'histoire de celui-ci. Les astronomes s'attendent à mieux comprendre la face jusqu'ici invisible de notre Univers (matière et énergie sombre) et son expansion, à mieux explorer la physique nucléaire et à améliorer notre compréhension de la matière.

Il faut savoir que tous les atomes ne trouvent pas tous leur origine durant le Big Bang. Des 92 éléments connus, seuls l'hydrogène et l'hélium se sont formés au moment où l'univers naissait. Les autres éléments qui composent la matière proviennent d'événements cosmiques, tels que la fusion d'étoiles à neutrons, de la mort d'étoiles de masse faible, de la fission de rayons cosmiques, d'explosions d'étoiles massives et celles de naines blanches.

On devrait alors en apprendre énormément sur les populations de ces astres et sur l'évolution des étoiles depuis la formation des premières générations d'entre elles. Ces événements extrêmes contiennent des informations sur la nature des trous noirs, des étoiles à neutrons et sur les premiers instants après le Big Bang. Mais aussi sur l'expansion de l'Univers et sur la nature de l'énergie noire. Avec cet instrument, les astronomes espèrent également capturer pour la première fois les ondes gravitationnelles émises par une supernova, de quoi faire la lumière sur un phénomène encore bien mal compris.

Le saviez-vous ?

Le consortium du projet a proposé d'inclure le Télescope Einstein à la feuille de route du Forum stratégique européen pour les grandes infrastructures de recherche (European Strategic Forum for Research Infrastructures, ESFRI) soumise cette semaine. La feuille de route ESFRI soutient les projets majeurs de futures infrastructures de recherche en Europe.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/ondes-gravitationnelles-futur-telescope-einstein-sera-capable-detecter-million-ondes-gravitationnelles-an-83063/?utm_content=buffer6c007&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR0tt2f0pmjoh0qYRD5jQp4vOcvMHWVNvi0SuhYteIQj43LcArya5kiVySM

Astronomie : six joyaux cosmiques comme vous ne les avez jamais vus

L'Univers est peuplé de merveilles. De véritables joyaux que des observations combinées à des longueurs d'onde différentes permettent encore plus de mettre en lumière. C'est ce que nous proposent de découvrir aujourd'hui en images les équipes de la Nasa.

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 [EN VIDÉO] Rayonnements invisibles : ce qu'ils nous disent de l’Univers  Nos yeux ne voient qu'une minuscule partie du spectre électromagnétique. Le reste s'appelle « ondes radio », « ultraviolets », « rayons X », « rayons gamma »... Dans l'Univers, les galaxies, les étoiles, les nuages de gaz, les planètes émettent dans tous ces domaines et les astronomes ont appris à réaliser des instruments qui y sont sensibles : des radiotélescopes au sol ou des capteurs installés dans l'espace pour ôter l'écran que constitue notre atmosphère. 

Nos yeux d'humains ne sont sensibles qu'à une part réduite du spectre électromagnétique. Les instruments des astronomes, eux, sont bien plus efficaces. Et c'est en ouvrant ainsi notre champ de vision, des ondes radio aux rayons gamma, que nous avons pu mieux comprendre notre Univers. Plus encore, c'est une approche multilongueurs d'onde qui permet aux chercheurs de progresser. Pour nous en convaincre, cette compilation de six images splendides obtenues à partir de données de l'observatoire de rayons X Chandra combinées à celles d'autres télescopes.

M82 et ses jets de gaz

M82 est aussi connue sous le nom de galaxie du Cigare. Elle se trouve dans la constellation de la Grande Ourse, à quelque 12,7 millions d'années-lumière de notre Terre. Et elle est environ cinq fois plus lumineuse que notre Voie lactée.

Sur cette image composite, les couleurs rouge et orange correspondent à des données en lumière visible, fournies par le télescope spatial Hubble. Elles dessinent la galaxie en elle-même. Les couleurs bleu et rose montrent des éjections de gaz chauffés à plus de 10 millions de degrés et expulsés sur environ 20.000 années-lumière par des explosions de supernova à répétition.

Abell 2744, un amas de galaxies

Les amas de galaxies sont les plus gros objets de l'Univers maintenus ensemble par la gravité. Ils contiennent d'impressionnantes quantités de gaz, chauffés à des températures de dizaines de millions de degrés. Et qui brillent donc dans les rayons X. Ils peuvent s'étendre sur des millions d'années-lumière, entre les galaxies qui composent l'amas.

Cette image de l'amas Abell 2744 est le résultat de données recueillies dans le domaine des rayons X par Chandra -- en bleu diffus -- et dans le domaine du visible, par Hubble -- en rouge, vert et bleu.

La célèbre supernova 1987A

L'événement a été observé en février 1987, dans le ciel de l'hémisphère sud, du côté de notre galaxie voisine, le Grand Nuage de Magellan. L'une des explosions de supernova les plus brillantes depuis des siècles. Celle que l'on connait aujourd'hui sous le nom de Supernova 1987A.

Sur ce timelapse, les données de Chandra -- en bleu -- montrent l'onde de choc de la supernova interagissant avec la matière environnante. Les données dans le visible du télescope spatial Hubble -- en orange et en rouge -- viennent appuyer les preuves de cette interaction en forme d'anneau.

Eta Carinae, la star du ciel austral

Eta Carinae, c'est un système de deux étoiles massives en orbite étroite l'une autour de l'autre dans la constellation de la Carène, à environ 7.500 années-lumière de notre Terre. Les astronomes pensent que c'est peut-être de ce système que naîtra la prochaine supernova de notre Voie lactée.

La plus grosse étoile de ce système double, une hypergéante bleue, a généré par le passé, une énorme éruption. Projetant une dizaine de masses solaires de matière et de gaz dans l'espace et donnant naissance à la nébuleuse de l'Homoncule.

Cette image est composée à partir de données dans le visible -- en blanc - et dans l'ultraviolet - en cyan - fournies par Hubble et de données rayons X de Chandra - en violet. Ces dernières révèlent les gaz chauds qui forment un anneau d'environ 2,3 années-lumière de diamètre autour des étoiles.

L’étonnante galaxie de la Roue de chariot

La galaxie de la Roue de chariot se trouve à quelque 500 millions d'années-lumière de notre Terre, du côté de la constellation du Sculpteur. Elle est légèrement plus grande que notre Voie lactée. Et elle doit son étonnant aspect lenticulaire en partie au passage d'une galaxie plus petite au cœur de l'objet. Une collision d'une violence inouïe qui a initié la formation de nombreuses étoiles.

Sur cette image, Chandra révèle d'abord - en violet - un gaz chaud, initialement hébergé par la galaxie de la Roue de chariot et traîné sur plus de 150.000 années-lumière par la collision. Puis, le télescope spatial Hubble nous montre - en rouge, en vert et en bleu - les régions où la collision a déclenché la formation d'étoiles.

Dans l’œil de la nébuleuse de l’Hélice

Dans environ cinq milliards d'années, notre Soleil pourrait venir à manquer de carburant. Il se dilatera et ses couches externes gonfleront. Puis, son noyau se rétrécira. Il entrera dans une phase que les astronomes appellent nébuleuse planétaire.

Sur cette image, c'est la nébuleuse planétaire de l’Hélice -- située dans la constellation du Verseau -- que l'on découvre. Les données rayons X de Chandra, en blanc, révèlent la naine blanche qui s'est formée au centre de la nébuleuse. La matière et les gaz qui constituent la nébuleuse en elle-même apparaissent dans le domaine des infrarouges grâce au télescope spatial Spitzer (en vert et rouge), dans le domaine du visible grâce à Hubble (en orange et en bleu) et dans les ultraviolets grâce au Galaxy Evolution Explorer, en cyan.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-astronomie-six-joyaux-cosmiques-comme-vous-ne-avez-jamais-vus-83060/?utm_content=buffer18406&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR2G81vAikSXF4fc1-l6uLadVDalhSBuSQwOnvPVWjmznBy63-EIMXLUWmw