L'Europe spatiale se lance dans l'exploration de "l'Univers gravitationnel"

L'ESA vient de décider des thèmes scientifiques des grandes missions des deux prochaines décennies. Les ondes gravitationnelles et l'Univers chaud seront ainsi l'objet des deux prochaines grandes missions scientifiques de l'ESA. Les équipes françaises du CNRS joueront un rôle majeur dans ces projets. L'IN2P3 sera particulièrement impliqué dans le projet eLisa destiné à la détection des ondes gravitationnelles, et dans une moindre mesure dans Athena+, un projet de télescope à rayons X de nouvelle génération. Ces projets vont mobiliser nos chercheurs pour une durée de plus de vingt ans.


L'Univers gravitationnel et l'Univers chaud seront les deux thèmes scientifiques explorés par les deux prochaines grandes (classe L) missions de l'ESA - ceci a été décidé le 28 novembre par le Comité de programme scientifique (SPC) de l'ESA.

La mission proposée pour sonder l'Univers gravitationnel est eLisa (evolved Laser Interferometer Space Antenna). Elle étudiera l'Univers d'une manière unique par la détection d'ondes gravitationnelles, qui sont des déformations de l'espace-temps créées par les événements les plus violents de l'Univers, comme les coalescences de trous noirs. Les ondes gravitationnelles transportent avec elles des informations sur leur origine, qui ne peuvent être obtenues par aucun autre outil astronomique.

Selon la décision de l'ESA, cette mission sera la troisième mission de classe L (L3), après Juice destinée à l'étude de la planète Jupiter (L1) et une mission pour l'étude de l'Univers chaud et énergétique (L2) grâce à un télescope à rayons X de nouvelle génération du type Athena+. L'IN2P3 est fortement impliqué dans le projet eLisa, ainsi que dans Athena+, de manière plus modeste.

Une étape très importante pour eLisa sera le lancement mi-2015 de la mission LisaPathfinder qui testera les aspects technologiques les plus novateurs de la mission. Le calendrier de la mission, pour le moment prévue pour un lancement vers 2034, sera alors précisé.

L'observation d'ondes gravitationnelles dans l'espace sera un outil puissant pour mieux comprendre les principes fondamentaux de la gravité, en particulier de la théorie d'Einstein qui a prédit ces ondes en 1916. Un observatoire d'ondes gravitationnelles dans l'espace va permettre de mieux comprendre l'histoire de l'univers en détectant les ondes produites par les premiers trous noirs, par des milliers d'étoiles binaires, et peut-être par le Big Bang lui-même. En étudiant la façon dont les ondes des premiers trous noirs sont déformées alors qu'elles se déplacent vers nous à travers l'Univers en expansion, on pourra même étudier la mystérieuse énergie sombre.

Une large communauté est intéressée par le thème scientifique de l'Univers gravitationnel: plus de 1200 chercheurs de par le monde ont apporté leur soutien au "white paper" qui présentait le thème au comité de l'ESA, présidé par Catherine Cesarsky. En France, les laboratoires qui forment le consortium Lisa-France sont: APC (Astroparticule et Cosmologie) à Paris, Artemis de l'Observatoire de la Côte d'Azur à Nice, l'Institut d'astrophysique de Paris, l'Institut de physique théorique du CEA, le LPCEE (Laboratoire de physique et chimie de l'environnement et de l'Espace) à Orléans, le Luth (Laboratoire de l'Univers et ses théories) de l'Observatoire de Paris, et le Département mesures physiques de l'Onera. L'IN2P3 est impliqué dans Athena+ au travers du CSNSM d'Orsay (Centre de sciences nucléaires et de sciences de la matière).