D11 Astronomie multimessager

Topique

L'astronomie multi-messagers combine des messagers de natures totalement différentes, tous issus d'un même événement cosmique : photons couvrant tout le spectre électromagnétique, ondes gravitationnelles, neutrinos et rayons cosmiques. Elle les combine précisément parce qu'aucun messager isolé ne peut révéler toute l'histoire de cet événement.

La toute première fusion détectée de deux étoiles à neutrons a en effet été observée simultanément grâce aux ondes gravitationnelles et à une brève émission de rayons gamma. Cette observation combinée a inauguré l'ère de l'astronomie multi-messagers.

Les interféromètres qui détectent ces ondes gravitationnelles mesurent une déformation relative de l'espace si infime que son enregistrement requiert des bras de plusieurs kilomètres de long et une précision de mesure bien inférieure à la taille d'un atome.

Parallèlement, une supernova proche a été détectée pour la première fois simultanément grâce aux neutrinos et à la lumière visible. Cette double détection a confirmé le modèle d'effondrement stellaire à l'origine de cette supernova.

Un futur détecteur spatial étendra cette technique multi-messagers aux fréquences d'ondes gravitationnelles beaucoup plus basses – celles produites par la fusion de trous noirs supermassifs – complétant ainsi les observatoires terrestres de neutrinos et de rayons cosmiques existants. Ainsi, des messagers de nature diverse évoqués en introduction de ce document jusqu'au futur détecteur spatial qui le conclut, en passant par les fusions d'étoiles à neutrons, les interféromètres de plusieurs kilomètres de long et la supernova détectée par les neutrinos et la lumière, l'astronomie multi-messagers permet à un seul événement cosmique, enregistré simultanément par plusieurs témoins, de révéler bien plus que chacun d'eux ne pourrait le faire individuellement.

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