[A la découverte des ondes gravitationnelles]

En 2015, l’observatoire d’ondes gravitationnelles LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) a fait une découverte révolutionnaire en détectant pour la première fois des ondes gravitationnelles.

Dans le cadre de sa planification pour l’avenir, l’Agence spatiale européenne (ESA) envisage plusieurs thèmes de mission pour 2050, dont l’astronomie des ondes gravitationnelles. Ainsi, un nouveau concept baptisé LISAmax pourrait potentiellement améliorer la sensibilité de détection de deux ordres de grandeur par rapport à Laser Interferometer Space Antenna (LISA), interféromètre spatial sur lequel il s’appuie avec pour objectif de détecter des ondes gravitationnelles de basses fréquences depuis l’espace. Les promesses de cette mission ont été publisé en ligne dans la revue Classical and Quantum Gravity.

Depuis la détection historique d’ondes gravitationnelles par LIGO en 2015, les chercheurs ont réalisé des progrès significatifs dans la détection de différents types d’événements liés aux ondes gravitationnelles. Ces progrès ont été rendus possibles grâce aux efforts d’observatoires terrestres qui ont uni leurs forces à celles de LIGO pour former la collaboration LVK. La détection des ondes gravitationnelles a ainsi ouvert de nouvelles voies pour la recherche en astronomie. Toutefois, les progrès futurs dépendent des observatoires spatiaux, car les détecteurs terrestres sont limités dans leur sensibilité par l’atmosphère.

Pour détecter ces sources, un observatoire comme LISA avec un bras de 2,5 millions de km est nécessaire. Jusqu’à présent, les ondes gravitationnelles provoquées par les trous noirs binaires et les étoiles à neutrons ont été détectées, mais de nombreuses autres sources sont encore inexplorées. La détection de ces sources pourrait nous aider à mieux comprendre l’Univers, notamment la production d’ondes gravitationnelles primordiales dans les premiers instants qui ont suivi le Big Bang. Pour y parvenir, des détecteurs plus sensibles et dotés de bandes de fréquences différentes sont envisagés pour de futures missions.

Le programme scientifique de l’Agence spatiale européenne vise à fournir un horizon de financement à long terme qui permet aux États membres de planifier leurs priorités à l’avance et d’offrir à la communauté scientifique européenne une vision claire des domaines de recherche qui méritent d’être investis et développés. C’est ainsi qu’est né le concept LISAmax, conçu pour détecter les ondes gravitationnelles à des fréquences encore plus basses que celles de LISA. Pour ce faire, il faut augmenter les bras laser du détecteur afin qu’il soit sensible à ces fréquences. Le système spatial LISAmax sera placé à proximité des points de Lagrange triangulaires du système Soleil-Terre, ce qui donne au détecteur une longueur de bras de 259 millions de km. LISAmax ouvrira ainsi une nouvelle fenêtre pour l’astronomie des ondes gravitationnelles.