Définir le milieu de tout ce qui est aussi vaste que notre système solaire est une affaire délicate au mieux, mais grâce aux travaux de l’observatoire des ondes gravitationnelles de la National Science Foundation et à un nouveau logiciel de modélisation astucieux, les chercheurs travaillant avec le Jet Propulsion Lab de la NASA ont maintenant révélé la bulle de notre voisinage planétaire résidentiel.
Dans une nouvelle étude récemment publiée dans le forum scientifique en ligne avec l’Astrophysical Journal, les astronomes ont révélé que le centre de masse de notre système solaire est situé à seulement 330 pieds au-dessus de la surface du Soleil. Cet endroit précis, officiellement connu sous le nom de barycentre, aurait une échelle égale au dixième de la largeur d’une tige de spaghettis posée sur un terrain de football et aiderait les scientifiques à rechercher des ondes gravitationnelles insaisissables qui ondulent sur notre territoire et déforment la Voie lactée.
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» En utilisant les pulsars que nous observons à travers la Voie Lactée, nous essayons d’être comme une araignée assise dans l’immobilité au milieu de sa toile « , a déclaré Stephen Taylor, co-auteur de l’étude, professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université Vanderbilt dans le Tennessee. « La compréhension du barycentre du système solaire est essentielle alors que nous essayons de détecter le moindre picotement sur le Web. »
Le centre de masse du Système solaire, y compris le soleil, la Terre et toutes les planètes en orbite tournent tous autour de ce barycentre, et ses positions changent toujours en fonction de l’endroit exact où les planètes sont positionnées sur leurs orbites perpétuelles. Cependant, Jupiter est un mastodonte intimidant en ce qui concerne les influences gravitationnelles et ce centre précis peut se déplacer légèrement en fonction de l’endroit où se trouve la géante gazeuse dans son long voyage autour de notre étoile vacillante.
Les éphémérides, des cartes détaillées montrant les positions estimées du Soleil, de la lune et de toutes les planètes au cours d’une année, étaient un moyen de déterminer le centre du système solaire et permettaient aux navigateurs de naviguer à proximité des étoiles. Mais ces cartes ne tiennent pas compte de toutes les aberrations causées par des anomalies telles que les ondes gravitationnelles des trous noirs et le tiraillement planétaire. Une modélisation des éphémérides plus sophistiquée créée par des ordinateurs offre un plus grand degré de suivi de trajectoire.
Détaillés dans ce récent article de recherche, les scientifiques ont étudié les observations de pulsars effectuées pendant plus d’une décennie par le projet NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) de la NSF, en utilisant les signaux stables émis par les étoiles pulsar mourantes pour aider leurs calculs de distance à faire leur estimation plus précise.
Un type très excitable d’étoile à neutrons à rotation rapide, les pulsars sont des noyaux stellaires densément emballés qui émettent des faisceaux réguliers de rayonnement concentré de leurs pôles.
« Dans cet article, nous décrivons la motivation, la construction et l’application d’un modèle physique des incertitudes des éphémérides du système solaire, qui se concentre sur les degrés de liberté (les éléments orbitaux de Jupiter) les plus pertinents pour les recherches d’ondes gravitationnelles avec des réseaux de synchronisation des pulsars », notent les chercheurs.
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Reconnaissant ces incertitudes vitales, et dans l’espoir de fournir un centre du système solaire plus précis, les chercheurs ont conçu un nouveau modèle logiciel appelé BayesEphem. Chargés d’outils de détection avancés, ils ont modélisé les éphémérides qui causaient des erreurs dans leurs mesures d’ondes gravitationnelles. En insérant une idée réaliste des méthodes par lesquelles la gravité de Jupiter affectait l’équilibre des corps célestes autour d’elle, ils ont heureusement découvert que leurs calculs d’ondes gravitationnelles s’alignaient également.
NANOGrav exploite la technologie des radiotélescopes massifs comme les tranches de l’Observatoire d’Arecibo à Porto Rico et de l’Observatoire de Green Bank en Virginie-Occidentale, à la recherche de variations des perturbations des trous noirs et du temps de faisceau des pulsars lorsqu’ils frappent la Terre causées par un léger effet de déformation des ondulations spatio-temporelles connues sous le nom d’ondes gravitationnelles.
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» Notre observation précise des pulsars dispersés à travers la galaxie nous a localisés dans le cosmos mieux que jamais « , a expliqué Taylor. « En trouvant les ondes gravitationnelles de cette façon, en plus d’autres expériences, nous obtenons une vue d’ensemble plus holistique de tous les différents types de trous noirs dans l’univers. »