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Première observation d'une fusion d'étoiles à neutrons, une mine de découvertes

Comment a été fabriqué l'or présent dans l'espace, à quelle vitesse s'étend l'Univers? Autant de questions à laquelle cette observation peut apporter des éléments de réponses pour percer les mystères de l'Univers.

C'est l'un des phénomènes les plus violents de l'Univers. Une fusion de deux étoiles à neutrons a été observée pour la première fois en août, ont annoncé lundi plusieurs équipes internationales de chercheurs, apportant une moisson de découvertes.

Cette observation inédite livre des réponses à plusieurs "mystères" scientifiques. Non seulement les chercheurs en savent davantage sur la fusion violente des étoiles à neutrons, corps célestes parmi les plus denses du cosmos, mais ils ont aussi résolu la question de l'origine de l'or sur Terre et ont pu calculer la vitesse de l'expansion de l'Univers. Jusqu'à aujourd'hui, l'Univers nous avait caché son mode de fabrication des éléments lourds qui le composent, tels que l'or et le plomb.

Une mine d'or cosmique

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 et l'oxygène ont été fabriqués quant à eux dans les noyaux d'étoiles.

Mais pour les plus lourds? "Pour la première fois, nous avons une preuve non équivoque d'une mine cosmique qui a forgé environ 10 masses terrestres d'éléments lourds tels que l'or, le platine et le néodyme", a expliqué Mansi Kasliwal, de l'Institut de technologie de Californie.

Les scientifiques avaient déjà théorisé que la matière éjectée par la fusion de deux étoiles à neutrons ou l'explosion de supernova pouvaient être le siège de réactions nucléaires aboutissant à la formation de ces noyaux atomiques lourds, mais aucune de ces "usines" n'avaient encore été observée.

"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 Patrick Sutton, responsable de l'équipe de physique gravitationnelle de l'université de Cardiff.

La mère de radiations mystérieuses

Une autre énigme résolue est celle de l'origine des rayons gamma courts. Les rayons gamma 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.

Quelque 1,7 seconde après la détection des ondes gravitationnelles captées par les détecteurs Ligo et Virgo, de rayons gamma courts ont été reçus par le télescope Fermi de la NASA. Cela ne peut être une coïncidence. La fusion des deux étoiles à neutrons émet donc des rayons gamma courts.

La simultanéité des deux réceptions prouve également qu'il y a plus de 100 ans, Albert Einstein avait vu juste: les ondes gravitationnelles se propagent 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 !".

David Namias avec AFP