Les détecteurs d’ondes gravitationnelles débutent une nouvelle prise de données à la recherche des secrets de l’Univers

La collaboration LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) commence aujourd’hui une nouvelle période de prise de données avec des instruments améliorés, des modèles de signaux nouveaux et plus précis et des méthodes d’analyse de données plus avancées. La collaboration LVK est composée de chercheurs à travers le monde qui utilisent un réseau de détecteurs — LIGO aux États-Unis, Virgo en Europe, et KAGRA au Japon — pour chercher des ondes gravitationnelles, c’est-à-dire des vaguelettes se déplaçant à travers l’espace-temps, générées lors de collisions de trous noirs et d’autres événements cosmiques extrêmes.

Cette nouvelle prise de données, surnommée O4, promet d’amener l’astronomie des ondes gravitationnelles à un tout autre niveau. O4 débutera le 24 mai et durera 20 mois, incluant jusqu’à deux mois de pause pour améliorer les détecteurs. Elle constituera la recherche d’ondes gravitationnelles la plus sensible jamais réalisée. LIGO reprendra les observations dès le 24 mai, tandis que Virgo rejoindra la prise de données plus tard dans l’année. KAGRA participera à la prise de données pendant 1 mois à partir du 24 mai, avant de reprendre les améliorations pour revenir plus tard durant O4. 

“Grâce au travail de plus d’un millier de personnes dans le monde entier ces dernières années, nous aurons le meilleur aperçu de l’univers gravitationnel jusqu’ici”, a déclaré Jess McIver, la porte-parole adjointe de la LIGO Scientific Collaboration (LSC). “Une portée plus grande signifie que nous pourrons en apprendre encore plus sur les trous noirs et les étoiles à neutrons, et augmente nos chances de trouver quelque chose de nouveau. Nous sommes très impatients de voir ce que l’on peut découvrir.”

Le détecteur Virgo va continuer les améliorations afin d’augmenter sa sensibilité avant de rejoindre O4 plus tard dans l’année. “Ces derniers mois, nous avons identifié plusieurs sources de bruit et avons bien progressé sur la sensibilité, mais nous n’avons pas encore atteint notre objectif”, a déclaré le porte-parole de Virgo récemment élu Gianluca Gemme. “Nous sommes convaincus que poursuivre la meilleure sensibilité possible pour le détecteur est le meilleur moyen de maximiser les chances d’une découverte.”

KAGRA fonctionne actuellement avec la sensibilité attendue pour le début d’O4. Jun’ichi Yokoyama, le président du KAGRA Scientific Congress, a annoncé que “KAGRA est le premier détecteur de génération 2.5 au monde, qui a commencé 20 ans après LIGO. Nous allons rejoindre O4 pour 1 mois avant de reprendre l’amélioration du détecteur avec pour objectif de réaliser notre première détection.”. 

O4 permettra d’observer une plus grande partie de l’Univers que les prises de données passées, grâce à la sensibilité accrue des détecteurs. Les détecteurs LIGO commenceront O4 avec une sensibilité augmentée de 30%. Cela permettra d’observer une plus grande quantité de signaux, avec un taux attendu d’une fusion d’objets compacts observée tous les deux ou trois jours. Cette meilleure sensibilité permettra également d’extraire plus d’informations des données (y compris des mesures astrophysiques et cosmologiques uniques). La fidélité du signal permettra au chercheurs de mieux tester la relativité générale d’Einstein et de déterminer la distribution réelle des vestiges d’étoiles dans notre Univers local. 

Les premières ondes gravitationnelles ont été détectées en 2015. Deux ans plus tard, LIGO et Virgo ont détecté la fusion de deux étoiles à neutrons, causant une explosion appelée kilonova, qui a par la suite été observée par des dizaines de télescopes à travers le monde. Jusqu’à aujourd’hui, le réseau mondial de détecteurs a permi de détecter plus de 80 fusions de trous noirs, deux impliquant probablement deux étoiles à neutrons et quelques événements correspondant probablement à des fusions d’une étoile à neutron et d’un trou noir. Pendant O4, les chercheurs s’attendent à observer encore plus d’événements cosmiques très énergétiques et collecter de nouveaux indices sur la nature de l’Univers.

Comme pour les prises de données passées, des alertes concernant les candidats pour une détection en ondes gravitationnelles seront distribuées publiquement tout au long d’O4. Vous pouvez trouver des informations sur comment recevoir et interpréter les alertes publiques sur https://wiki.gw-astronomy.org/OpenLVEM.

Observatoires d’ondes gravitationnelles

LIGO est financé par la NSF, et opéré par Caltech et le MIT, qui ont conçu et bâti le projet. Un support financier pour le projet Advanced LIGO a été mené par la NSF, avec l’Allemagne (Max Planck Society), le Royaume-Uni (Science and TechnologyFacilities Council) et l’Australie (Australian Research Council) apportant des contributions et des engagements significatifs au projet. Plus de 1500 chercheurs du monde entier participent au projet à travers la LIGO Scientific Collaboration, qui inclut la collaboration GEO. Des partenaires supplémentaires sont listés sur http://ligo.org/partners.php. 

La collaboration Virgo est actuellement composée d’environ 850 membres appartenant à 143 instituts dans 15 pays différents (principalement en Europe). L’Observatoire Gravitationnel Européen (EGO) héberge le détecteur Virgo près de Pise en Italie, et est financé par le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en France, l’Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italie et le National Institute for Subatomic Physics (Nikhef) aux Pays-bas. Une liste des groupes composant la collaboration Virgo peut être trouvée à l’adresse https://www.virgo-gw.eu/about/scientific-collaboration/ . Plus d’informations disponibles sur le site de Virgo à  http://www.virgo-gw.euKAGRA est un interféromètre laser avec des bras de 3 km situé à Kamioka, dans la préfecture de Gifu au Japon. L’institut d’accueil est l’Institute of Cosmic Ray Researches (ICRR), de l’Université de Tokyo, et le projet est co-hébergé par la National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) et le High Energy Accelerator Research Organization (KEK).   La collaboration KAGRA est composée de plus de 460 membres de 115 instituts dans 17 pays ou régions.  Des informations sur KAGRA destinées au grand public peuvent être trouvées sur https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/.  Des ressources pour les cherche.