Sciences et Avenir: la face cachée de l'Univers

Comment voir
En quête de trois autres
messagers du cosmos
Pour détecter des événements cosmiques infimes ou rares, les scientifiques
recherchent d’autres messagers que les sources électromagnétiques. Avec des
instruments couvrant des surfaces ou des volumes gigantesques…
Détection des rayons cosmiques
Installé à l’ouest de l’Argentine,
l’observatoire Pierre-Auger traque les
particules à haute énergie venues du
lointain cosmos. Ce sont le plus souvent
des protons ou des noyaux lourds
qui interagissent avec l’atmosphère
à haute altitude, créant de nouvelles
particules qui interagissent à leur tour,
et ainsi de suite. Les 1 600 scintillateurs
mesurent la lumière émise quand des
particules interagissent avec l’eau de
leurs gros réservoirs. Quatre détecteurs
de rayonnement ultraviolet mesurent la
fluorescence dans l’atmosphère à basse
altitude (dôme). Ils sont complétés par
trois télescopes qui observent la même
chose en altitude. D’autres détecteurs,
enfouis à grande profondeur, comptent
les muons à haute énergie produits par
l’averse de particules.
Rayon cosmique
Première interaction
avec l’atmosphère
CNRS
Création de nouvelles
particules
Observation de la
lumière émise à
l’aide de télescopes
Mesures effectuées
à l’aide de scintillateurs
Mesures de la
lumière fluorescente
L’observatoire Pierre-Auger
couvre 3 000 kilomètres carrés.
Mesure des particules à l’aide
de détecteurs en surface, qui
détermine leur trajectoire
Mesure des muons à haute
énergie à l’aide de détecteurs
enfouis à grande profondeur
® 17 août 2017 : GW170817, le premier événement multimessager
La détection d’un signal d’ondes gravitationnelles
dans l’interféromètre Ligo, suivi d’ondes gamma,
ultraviolettes, visibles, infrarouges et radio a
permis de déterminer qu’il s’agissait des derniers
instants avant la fusion de deux étoiles à neutrons,
qui a créé un trou noir. C’est à ce jour le seul
événement multimessager jamais observé. Il a
été étudié par 3 674 astronomes, notamment à
partir des données de 70 observatoires. Seuls les
neutrinos – non détectés – ont manqué pour que la
fête soit complète.
26 I NUMÉRO SPÉCIAL SCIENCES ET AVENIR AVRIL/JUIN 2022
12 h 41 min 04 s. UTC (T0)
L’observatoire d’ondes gravitationnelles Virgo (Italie)
capte un signal, suivi 22 millisecondes plus tard par
son homologue Ligo de Linvingston (Louisiane), puis à
T0 + 25 ms par l’autre Ligo (Hanford), au nord-ouest des
États-Unis. L’information est diffusée à
13 h 08 min 16 s. UTC dans la communauté scientifique,
une fois les signaux analysés, après la détection d’un
sursaut gamma (ci-contre). L’événement va durer
environ 100 secondes. Sa localisation approximative est
déterminée vers 17 h 54, puis affinée dans la soirée.
T0 + 1,74 seconde
Le télescope spatial Fermi capte
un bref sursaut d’ondes gamma.
L’information est diffusée
14 secondes plus tard (donc
avant celle concernant les ondes
gravitationnelles). Une seconde
observation, par le télescope
spatial Integral, permet de
mieux contraindre la position
de l’événement.