Les étoiles à neutrons à rotation rapide peuvent être des ondes gravitationnelles continues « bourdonnantes ». Crédit : K. Wette
Vous souvenez-vous des jours précédant le travail à domicile ? C'est lundi matin, vous êtes en retard pour éviter le trafic et vous ne trouvez pas vos clés de voiture. Que fais-tu? Vous pouvez essayer de vous déplacer d'une pièce à l'autre, en jetant un œil sur chaque surface plane, dans l'espoir de repérer les clés manquantes. Bien sûr, cela suppose qu'ils sont quelque part bien en vue ; s'ils sont cachés sous un journal ou tombés derrière le canapé, vous ne les repérerez jamais. Ou vous pourriez être tellement convaincu que vous avez vu les clés dans la cuisine pour la dernière fois et recherche pour eux là-bas : dans chaque placard, le micro-onde, le lave-vaisselle, l'arrière du frigo, etc. Bien sûr, si vous les avez laissés sur votre table de chevet, bouleverser la cuisine est voué à l'échec. Alors, quelle est la meilleure stratégie ?
Les scientifiques sont confrontés à une énigme similaire dans la chasse aux ondes gravitationnelles— des ondulations dans le tissu de l'espace et du temps — provenant d'étoiles à neutrons en rotation rapide. Ces étoiles sont les objets les plus denses de l'Univers et, à condition qu'elles ne soient pas parfaitement sphériques, émettent un très faible « bourdonnement » d'ondes gravitationnelles continues. Entendre ce « bourdonnement » permettrait aux scientifiques de scruter au plus profond d'un étoile à neutrons et découvrez ses secrets, offrant de nouvelles perspectives sur les états les plus extrêmes de la matière. Cependant, nos « oreilles » très sensibles – des détecteurs de 4 kilomètres utilisant de puissants lasers – n'ont encore rien entendu.
Une partie du défi est que, comme pour les clés manquantes, les scientifiques ne sont pas sûrs de la meilleure stratégie de recherche. La plupart des études précédentes ont adopté l'approche «pièce à pièce», essayant de trouver des ondes gravitationnelles continues dans autant d'endroits différents que possible. Mais cela signifie que vous ne pouvez passer qu'un temps limité à écouter le « bourdonnement » révélateur à un endroit donné, de la même manière que vous ne pouvez passer qu'un temps limité à regarder votre table basse, en essayant de discerner une clé en forme de objet. Et comme le « bourdonnement » est très silencieux, il y a de fortes chances que vous ne l'entendiez même pas.
Dans une étude récemment publiée dans Examen physique D, une équipe de scientifiques dirigée par le chercheur postdoctoral Karl Wette de l'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) à l'Université Université nationale australienne, a essayé le "où pourraient-ils être d'autre que la cuisine?" approcher.
Wette explique : « Nous avons fait une supposition éclairée sur un endroit spécifique où pourraient se trouver des ondes gravitationnelles continues, en nous basant en partie sur ce que nous savons déjà sur les pulsars : ils ressemblent à des étoiles à neutrons mais émettent des ondes radio au lieu d'ondes gravitationnelles continues. Nous avons émis l'hypothèse qu'il y aurait des ondes gravitationnelles continues détectées à proximité pulsar les ondes radio." Tout comme deviner que vos clés manquantes seront probablement proches de votre sac à main ou de votre portefeuille.
En utilisant les données d'observation existantes, l'équipe a passé beaucoup de temps à chercher à cet endroit (près de 6000 XNUMX jours de temps d'ordinateur !) à écouter attentivement ce faible « bourdonnement ». Ils ont également utilisé des unités de traitement graphique - des composants électroniques spécialisés normalement utilisés pour les jeux informatiques - rendant leurs algorithmes extrêmement rapides.
"Notre recherche était beaucoup plus sensible que toute recherche précédente pour cet emplacement", explique Wette. "Malheureusement, nous n'avons rien entendu, donc notre supposition était fausse cette fois. C'est de retour à la planche à dessin pour l'instant, mais nous continuerons à écouter.
Référence : « Exploration profonde des ondes gravitationnelles continues à 171–172 Hz dans LIGO données du deuxième cycle d'observation » par Karl Wette, Liam Dunn, Patrick Clearwater et Andrew Melatos, 23 mars 2021, Examen physique D.
DOI : 10.1103/PhysRevD.103.083020
