Le 18 décembre 2024, une équipe internationale de scientifiques a annoncé une avancée dans la détection d'un phénomène unique lié aux explosions de supernovae : l'effet mémoire des ondes gravitationnelles. Cet effet, prédit par la théorie de la relativité d'Einstein, avait jusqu'à présent échappé à l'observation. Les résultats ont été publiés dans Physical Review Letters.
Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l'espace-temps générées par des événements cosmiques. L'effet mémoire implique qu'après le passage d'une onde gravitationnelle, la distance entre les objets cosmiques change de manière permanente. Cependant, capturer cet effet s'est avéré difficile avec les instruments existants.
Les supernovae sont des étoiles massives qui terminent leur cycle de vie par des explosions puissantes, libérant d'énormes quantités d'énergie, produisant des neutrinos, émettant de la lumière et générant des ondes gravitationnelles. Contrairement aux ondes provenant d'autres événements, tels que les fusions de trous noirs, celles des supernovae ont des amplitudes plus faibles et des caractéristiques plus complexes, compliquant leur détection. Néanmoins, elles fournissent des aperçus sur les processus internes et externes des étoiles qui ne peuvent pas être observés autrement.
Les chercheurs ont utilisé une modélisation tridimensionnelle des explosions de supernovae avec un nouveau cadre mathématique, en se concentrant sur des étoiles ayant des masses allant jusqu'à 25 masses solaires. Ils ont identifié une augmentation lente caractéristique du signal associée à l'effet mémoire.
Les calculs indiquent que les ondes provenant de telles étoiles pourraient être détectées par les détecteurs d'ondes gravitationnelles actuels à des distances allant jusqu'à 30 000 années-lumière. Bien que les observatoires contemporains puissent enregistrer des ondes faibles, de nouveaux instruments comme l'interféromètre spatial LISA sont nécessaires pour une détection plus précise.
Le Dr Colter Richardson de l'Université du Tennessee, le chef de projet, a déclaré : 'Notre méthode ouvre de nouveaux horizons pour étudier les processus internes des étoiles, et nous espérons élargir les frontières de l'astronomie gravitationnelle.'