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Les 10 découvertes de 2018

Quand deux étoiles à neutrons fusionnent

03-01-2019

L’astrophysicienne Daryl Haggard. Photo: John Narvali/CIFAR

Une équipe canadienne était aux premières loges pour assister à l’évènement le plus attendu en astrophysique: la fusion de deux étoiles à neutrons.

Très loin d’ici, à environ 130 millions d’années-lumière, deux étoiles à neutrons très massives tournoyaient l’une autour de l’autre de plus en plus vite, déformant l’espace-temps autour d’elles. Cette danse s’est arrêtée brusquement lorsque les deux astres se sont percutés et ont fusionné en une mégaexplosion.

À cause de la distance, ce n’est que le 17 août 2017 que les signes de cette collision nous sont parvenus. Ce jour-là, dans son bureau, Daryl Haggard, professeure adjointe à l’Institut spatial de McGill à Montréal, reçoit des alertes courriel à propos de cet évènement capté par les détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo (situés aux États-Unis et en Italie). Deux secondes plus tard, le télescope Fermi de la NASA détecte quant à lui un rayonnement gamma soudain.

Une question turlupine alors des centaines d’astrophysiciens : s’agit-il d’un seul et même événement ? Une dizaine d’heures plus tard, ce sont plus de 70 télescopes et instruments de partout sur Terre qui sont dirigés vers la constellation de l’Hydre et qui se mettent à travailler de concert pour trouver l’origine exacte des signaux.

Matériaux détectables

Contrairement à la fusion de deux trous noirs, qui ne crée que des ondes gravitationnelles, le choc entre deux étoiles à neutrons produit, en plus, des ondes électromagnétiques − un sursaut de rayons gamma.

« Tous les astrophysiciens étaient impatients d’observer une collision entre étoiles à neutrons, car celles-ci, à la différence des trous noirs, sont composées de matière qu’on peut détecter », ajoute-t-elle.

Photo: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

Avec l’aide de Melania Nynka et John J. Ruan, chercheurs postdoctoraux à l’Université McGill, Daryl Haggard a pu accéder aux observations du télescope spatial Chandra, spécialisé dans la détection des rayons X. Mais ils n’étaient pas les seuls à vouloir obtenir ces précieuses informations. Deux autres équipes étaient aussi dans la course. « Cela n’arrive pas souvent, mais nous avons publié des analyses similaires et abouti à la même conclusion, ce qui est très important pour valider la découverte », explique l’astrophysicienne, qui a fait paraître ses résultats dans la revue The Astrophysical Journal Letters. Et quelle découverte!

« Non seulement c’est la toute première fois qu’on observe la fusion de deux étoiles à neutrons, mais c’est aussi la première fois que l’on confirme un évènement cosmique grâce aux ondes gravitationnelles et électromagnétiques ! » s’enthousiasme la chercheuse, qui est consciente que cela représente un jalon dans l’histoire de l’astrophysique. On obtient donc un tableau complet de cette danse binaire, comme si l’on pouvait aussi bien la voir et l’entendre.

Plus d’observations

Un an plus tard, on observait toujours de l’activité sur les lieux de l’explosion, même si, selon des données datant d’août 2018, il n’en restera plus de trace d’ici peu.

Le souhait de Daryl Haggard ? Déceler d’autres fusions d’étoiles à neutrons pour confirmer ses travaux, mais aussi repérer une collision entre un trou noir et une étoile à neutrons, qui aiderait à approfondir les connaissances sur ces objets célestes.

En 2019, qui sait ?

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