VIDÉO - La fusion de deux étoiles à neutrons observée pour la première fois

Pour la première fois dans l'histoire, des scientifiques sont parvenus à observer la fusion de deux étoiles à neutrons, a annoncé l'Agence spatiale américaine lors d'une conférence diffusée sur Internet ce lundi. Un véritable "feu d'artifice" dont l'observation a débutée par la détection d'ondes gravitationnelles. "Ce qui est merveilleux, c'est que l'on a vu toute l'histoire se dérouler : on a vu les étoiles à neutrons se rapprocher, tourner de plus en vite l'une autour de l'autre, on a vu la collision, puis la matière, les débris envoyés partout", a expliqué à l'AFP Benoît Mours, directeur de recherche CNRS.  

Une découverte majeure à plus d'un titre. Cette observation inédite apporte en effet des réponses à plusieurs "mystères" scientifiques. Non seulement les chercheurs du programme international LIGO-Virgo en savent désormais davantage sur la fusion violente des étoiles à neutrons, un phénomène qui n'a encore jamais été observé auparavant. Dans le même temps, ils ont résolu également la question de l'origine des éléments chimiques qui composent les métaux lourds, comme l'or ou le plomb, et ont pu calculer la vitesse de l'expansion de l'univers. De quoi apporter une nouvelle preuve du bien fondé de la théorie de la relativité générale développée en 1915 par Albert Einstein.

"L'or de votre alliance provient probablement d'une fusion d'étoiles à neutrons qui a eu lieu il y a cinq milliards d'années", a expliqué à l'AFP Patrick Sutton, responsable de l'équipe de physique gravitationnelle de l'université de Cardiff. Jusqu'à aujourd'hui, l'Univers nous avait caché son mode de fabrication des éléments lourds qui le composent, tel que l'or ou le plomb. Selon la théorie communément admise, après le Big Bang, il y a 14 milliards d'années, l'univers était rempli d'un gaz uniforme composé d'éléments légers comme l'hydrogène et l'hélium créés par cette gigantesque explosion. Les éléments un peu plus lourds comme le fer, le carbone ou l'oxygène ont eux été fabriqués dans les noyaux d'étoiles.

Autre énigme résolue grâce à ces observations, l'origine des rayons gamma courts. Ces derniers sont des photons très énergétiques produits notamment par des réactions nucléaires. Le cosmos en produit énormément : les scientifiques estiment qu'on pourrait en observer chaque jour. Seulement 1,7 seconde après la détection des ondes gravitationnelles captées par les détecteurs Ligo et Virgo, des rayons gamma courts ont été détectés par le télescope Fermi de la NASA. Cela ne peut être une coïncidence ! La fusion des deux étoiles à neutrons émet donc  bel et bien des rayons gamma courts.

La simultanéité des deux réceptions prouvent également qu'il y a plus de 100 ans, Albert Einstein avait vu juste : les ondes gravitationnelles, la gravitation, se propage à la vitesse de la lumière. "Nous avons des ondes gravitationnelles et des sursauts gamma, assimilables à de la lumière, qui ont voyagé 130 millions d'années et ils arrivent avec moins de deux secondes d’écart", a expliqué Benoît Mours, directeur de recherche CNRS et responsable scientifique de la collaboration Virgo pour la France. "C'est spectaculaire !"

C'est la nouvelle capacité des chercheurs à détecter les ondes gravitationnelles (depuis 2015) qui a permis d'identifier et localiser ce phénomène. Ces détections saluées par le prix Nobel de physique au début du mois, ont ouvert un nouveau chapitre de l'astronomie. Pas moins de 1200 scientifiques collaborent aux détecteurs Ligo et Virgo, et plus de 70 observatoires sur Terre et dans l'espace ont traqué cette fusion. En tout, plusieurs milliers de personnes ont œuvré à cette première scientifique.