Publié le 7 février 2026 à 19h20. Les ondes gravitationnelles, ces ondulations dans le tissu de l’espace-temps, s’avèrent être un outil précieux pour localiser les paires de trous noirs supermassifs, ouvrant une nouvelle voie à l’astronomie et à la compréhension de l’univers.
- Une équipe internationale a développé un protocole permettant de détecter et de localiser des ondes gravitationnelles continues provenant de trous noirs supermassifs binaires.
- Cette nouvelle méthode s’appuie sur l’analyse du fond d’ondes gravitationnelles et l’observation de quasars, des noyaux galactiques actifs.
- Deux candidats prometteurs, surnommés « Rohan » et « Gondor », ont été identifiés et nécessitent une étude plus approfondie.
Depuis plusieurs années, les ondes gravitationnelles sont considérées comme une nouvelle fenêtre sur l’univers. Ces perturbations de l’espace-temps se produisent lorsqu’un objet extrêmement massif est accéléré, notamment lors de la spirale et de la fusion de deux trous noirs. Au-delà de leur simple détection, une équipe de chercheurs a désormais démontré que ces ondes peuvent aider à déterminer la position précise de ces systèmes dans le ciel.
Le travail se concentre sur un nouveau protocole développé par l’Observatoire nord-américain des ondes gravitationnelles de nanohertz (NANOGrav). L’objectif est de repérer les ondes gravitationnelles continues émises par des sources individuelles, en l’occurrence les paires de trous noirs supermassifs qui se forment au cœur des galaxies en fusion. Une telle cartographie constituerait une méthode d’observation complémentaire à l’astronomie traditionnelle, comme l’astronomie radio.
Dès 2023, NANOGrav avait annoncé la première détection directe d’un fond d’ondes gravitationnelles, un bruit de fond omniprésent à très basses fréquences. Ce fond est supposé être généré par la multitude de paires de trous noirs supermassifs en train de fusionner lentement à travers l’univers. Ces ondes sont trop longues pour être mesurées avec les interféromètres laser classiques, tels que LIGO.
NANOGrav utilise donc des tableaux de synchronisation de pulsars. Les pulsars sont les restes extrêmement denses d’étoiles ayant explosé. Ils tournent rapidement et émettent des signaux radio avec une précision remarquable. Lorsqu’une onde gravitationnelle modifie l’espace entre le pulsar et la Terre, le timing de ces signaux est légèrement perturbé – une variation minime, mais mesurable.
La nouvelle approche va plus loin en cherchant spécifiquement des sources individuelles et continues, plutôt que de se limiter à l’analyse du fond. Des travaux théoriques antérieurs suggéraient que les fusions de trous noirs sont plus fréquentes dans les galaxies abritant des quasars. Les quasars sont des noyaux galactiques extrêmement lumineux alimentés par la matière tombant dans un trou noir.
Pour cette étude, les chercheurs ont combiné les mesures du fond d’ondes gravitationnelles avec les observations de ces noyaux galactiques actifs, ciblant un total de 114 candidats. L’attention s’est portée sur les systèmes où deux trous noirs supermassifs forment déjà une paire rapprochée.
Deux objets se sont particulièrement distingués : SDSS J1536+0411 et SDSS J0729+4008, surnommés respectivement « Rohan » et « Gondor » par l’équipe.
« Les noms viennent à la fois de la littérature et de la culture pop », a expliqué Chiara Mingarelli. « Rohan était le premier, en hommage à Rohan Shivakumar, l’étudiant de Yale qui l’a analysé en premier, et Gondor a suivi parce que, eh bien, les signaux étaient clairs ! »
Chiara Mingarelli, professeure adjointe à la Faculté des arts et des sciences de Yale et membre de NANOGrav
Cette analogie avec des balises est également pertinente d’un point de vue scientifique : les quasars signalent des régions où les sources d’ondes gravitationnelles sont particulièrement susceptibles de se trouver.
Il ne s’agit pas encore de fusions confirmées, mais même l’identification d’un petit nombre de systèmes clairs suffirait à créer une première carte du ciel des ondes gravitationnelles. C’est précisément ce que permet le nouveau protocole.
« Nos résultats fournissent à la communauté scientifique les premiers points de référence concrets pour développer et tester des protocoles de détection de sources d’ondes gravitationnelles uniques et continues », a déclaré Mingarelli.
Chiara Mingarelli, professeure adjointe à la Faculté des arts et des sciences de Yale et membre de NANOGrav
Cette approche offre donc moins une découverte ponctuelle qu’un outil méthodologique. Elle démontre comment des recherches ciblées peuvent être menées de manière systématique et comment les ondes gravitationnelles peuvent être reliées aux observations astronomiques classiques.
À long terme, cette méthode ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre les fusions de galaxies, l’évolution des trous noirs supermassifs et affiner les modèles décrivant la formation et la propagation des ondes gravitationnelles.
« Notre travail a fourni une feuille de route pour un cadre systématique de détection des trous noirs binaires supermassifs », a conclu Mingarelli. « Nous avons mené une recherche systématique et ciblée, élaboré un protocole rigoureux – et deux candidats se sont imposés comme des exemples qui motivent une enquête plus approfondie. »
Chiara Mingarelli, professeure adjointe à la Faculté des arts et des sciences de Yale et membre de NANOGrav
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