L'ESA a approuvé la construction de l'Observatoire spatial des ondes gravitationnelles LISA

Agence spatiale européenne et NASA a donné le feu vert au projet Laser Interferometer Space Antenna (LISA), un détecteur géant d'ondes gravitationnelles cosmiques conçu pour détecter les pulsations dans l'espace-temps provoquées par la collision d'énormes trous noirs au centre des galaxies avec d'autres objets massifs.

Le détecteur sera composé de trois vaisseaux spatiaux flottant à 2,5 millions de kilomètres l'un de l'autre, formant un triangle de lumière laser qui sera capable de détecter les distorsions dans l'espace causées par de violentes collisions bouleversantes entre étoiles à neutrons et trous noirs.

L’interféromètre fonctionne sur les mêmes principes que l’expérience au sol LIGO (Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory), qui a détecté pour la première fois des ondes gravitationnelles en 2015. Mais la mise à l'échelle de LISA jusqu'à un million de fois lui permettra de détecter des ondes gravitationnelles de basse fréquence, révélant ainsi des catastrophes cosmiques actuellement hors de portée de LIGO.

« En utilisant des faisceaux laser à des distances de plusieurs kilomètres, des instruments au sol peuvent détecter des ondes gravitationnelles provenant d’événements impliquant des objets de taille stellaire, tels que des explosions de supernova ou des fusions d’étoiles superdenses et de trous noirs de masse stellaire. Pour repousser les limites de la recherche sur la gravité, nous devons aller dans l'espace", a déclaré Nora Lützgendorf, responsable scientifique de LISA. "Grâce à l'énorme distance parcourue pendant le vol, nous avons pu repousser les limites de la gravité. "Grâce à l'énorme distance parcourue par les signaux laser de LISA et à la remarquable stabilité de ses instruments, nous sonderons les ondes gravitationnelles à des fréquences plus basses que celles possibles sur Terre, révélant des événements à une autre échelle, jusqu'à la nuit des temps."

Les ondes gravitationnelles sont des ondes de choc qui se produisent dans l’espace-temps lorsque deux objets extrêmement denses entrent en collision, comme des étoiles à neutrons ou des trous noirs.

Le détecteur LIGO détecte les ondes gravitationnelles en captant les minuscules distorsions dans la structure de l’espace-temps que ces ondes créent lorsqu’elles traversent la Terre. Le détecteur en forme de L comporte deux bras avec à l'intérieur deux faisceaux laser identiques, chacun mesurant 4 km de long.

Lorsqu'une onde gravitationnelle frappe nos côtes cosmiques, un laser situé dans un bras du détecteur LIGO se contracte et se dilate dans l'autre, alertant les scientifiques de la présence de l'onde. Mais l’échelle minuscule de cette distorsion (souvent quelques millièmes de proton ou de neutron) signifie que les détecteurs doivent être incroyablement sensibles – et plus ces détecteurs sont longs, plus ils deviennent sensibles.

La constellation de trois vaisseaux spatiaux LISA, dont la construction doit commencer en 2025, contiendra trois cubes d'or et de platine de la taille d'un Rubik's qui projetteront des faisceaux laser sur les télescopes des uns et des autres à des millions de kilomètres de distance.

Alors que les satellites suivent la Terre sur son orbite autour du Soleil, toute légère perturbation de la longueur du trajet qui les sépare sera enregistrée par LISA et renvoyée aux scientifiques. Les chercheurs pourront ensuite utiliser les changements précis de chaque faisceau pour effectuer une triangulation afin de déterminer d'où proviennent les perturbations gravitationnelles et pointer des télescopes optiques vers elles pour une enquête plus approfondie.

Étant donné que les pulsations gravitationnelles sont générées avant même la collision d'objets astronomiques supermassifs, LISA donnera aux scientifiques une alerte précoce plusieurs mois avant que la collision ne devienne visible aux télescopes optiques.

La sensibilité sans précédent du détecteur ouvrira également une fenêtre sur les pulsations les plus faibles résultant des événements de l'aube cosmique – les conséquences sanglantes du Big Bang – et répondra à certaines des questions les plus importantes et les plus urgentes de la cosmologie.

Le télescope, créé dans le cadre d'une collaboration entre l'ESA, la NASA et des scientifiques internationaux, sera lancé dans le ciel à bord de la fusée Ariane 3 en 2035.

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