Kumiko Kotera, Albin Michel
Kumiko Kotera, astrophysicienne au CNRS, directrice de l’Institut d’astrophysique de Paris et à la tête d’un ambitieux projet national « GRAND », en excellente conteuse de cette nouvelle astronomie, partage, dans un dialogue très vivant, les histoires de l’Univers violent et de son exploration, telle que nous la vivons dans des enchainements de succès, de difficultés et de vibrations collectives ». Univers « violent » ? Kumiko Kotera suscite notre curiosité ! Nous aurait-on caché que l’Univers est peuplé de phénomènes violents ? L’auteure nous introduit dans sa vie en faisant un parallèle entre la naissance de son deuxième enfant et la détection d’un signal très intense à LIGO Hanford : le 17 août 2017 à 12h 41 minutes. Son ami, Samaya Nissanke relate les grands moments de cette découverte fondamentale : des ondes gravitationnelles d’un type nouveau produites par la coalescence de deux « étoiles à neutrons ». La détection de CW170817 marque le début de l’ère de cette « nouvelle astronomie multimessagers ». Kumiko Kotera est une astrophysicienne si passionnée que, quand son bébé a un mois, elle l’emmène au labo pour aussi voir CW170817 en particules !
« Venez je vous emmène, nous allons nous promener dans l’Univers ». Suivez ce guide si compétent et enthousiaste pour décrypter les messages de l’Univers, pour traverser des milliards d’années -lumière en quelques page ! Franchir le système solaire est l’occasion de parler des champs magnétiques. Pour plonger dans le milieu interstellaire, il faut recourir à une multitude de « parsecs » : la Voie lactée, le Groupe local, le Super amas de la Vierge…
Pendant une année, Kumiko Kotera tient un journal de bord de l’Univers violent, à 1000 mégaparsecs. Elle aura « compté 3721 supernovae, autant de pulsars, 3 coalescences d’étoiles à neutrons, des centaines de fusions naines 2 sursauts de blazars, une disruption à effet de marée ». L’astrophysicienne est comblée, elle qui veut « toucher et goûter l’Univers violent ».
Pour poursuivre cette aventure lumineuse, Kumiko Kotera se rend à l’Observatoire de Haute-Provence. Pour replacer les découvertes d’aujourd’hui, elle ne manque pas de retracer celles qui ont marqué l’histoire de l’astronomie depuis l’Antiquité. Elle décrit, avec précision, les nouvelles techniques d’observation, en particulier celles des grands Observatoires dont le Vera Rubin.
« Il pleut des particules », sous forme d’un dialogue, Le Directeur et l’Etudiante, à l’Institut d’astrophysique de Paris, à propos de son sujet de thèse : « les rayons cosmiques sont devenus mes compagnons de route » ! A l’occasion des cent ans de la découverte des rayons cosmiques, sont exposées les origines et la nature de cette découverte avec Robert Millikan, Arthur Compton, Bruno Rossi, Pierre Auger, Jim Conin et Val Fitch.
Qu’a apporté à l’Odyssée de l’Univers violent l’Indien Chandra, étudiant à Cambridge puis professeur à l’Université de Chicago ? « Replongeons dans l’enveloppe stellaire… Que le spectacle commence ! ». Attention, « Nous voilà dans « l’éjecta » de la supernova. Accrochez-vous, autour de nous volent des filaments de matière en faisceaux. A califourchon sur notre noyau de fer, nous nous retournons vers le centre de l’étoile… la matière interstellaire nous avale… Euphorie de gagner encore et toujours de la vitesse au fil des traversées… difficile de s’en passer une fois qu’on y a goûté !
« La naissance des puissantes », à Chicago Angela Olinto, astrophysicienne, a contribué à faire connaitre la structure d’étoiles exotiques et a émis la théorie que « les pulsars seraient les sources des particules les plus énergétiques connues ». Collaborant avec Angela, Kumiko a donné une réalité à cette théorie. Au fil de ses recherches, celle-ci ne manque pas de faire part des moments exaltants de la recherche scientifique. « Avec les pulsars, j’ai appris l’émotion de la théorie qui tombe juste ».
Sursauts dansants, « le sursaut gamma, c’est une énormité lumineuse… de l’aléa et de l’audace liés dans une danse chatoyante… ». Une chasse au trésor est lancée : « Quels photons, parmi ceux qui se baladent dans les environs, vont venir percuter nos rayons cosmiques ? L’équipe se demande s’il serait possible de construire un autre modèle d’émissions multimessagers ? Il ressort de notre séjour dans l’Univers que l’accrétion est essentielle ? Kumiko utilise des comparaisons avec la vie quotidienne pour une meilleure compréhension par le grand public : comme les gens qui dans les rues vont vers les mêmes directions, n’avançant pas à la même vitesse, se rentrent dedans, le plasma est éjecté de façon inhomogène, créant des « chocs dits internes ». Et si nous nous penchions sur ce vent d’où les particules s’échappent par tous les côtés ? De cette façon « les particules pourraient à l’avenir être détectes plus facilement ».
D’un bouclier noir aux horizons lumineux, l’auteure rappelle l’équation qu’Einstein a a publiée en 1915 reliant l’espace-temps et la gravitation. Karl Schwartzschild, esprit visionnaire, a trouvé une solution exacte à l’équation d’Einstein pour que celle-ci se révèle universelle : « les trous noirs ». Mais il décède peu après et Einstein se demande ce qu’il va faire de cette singularité ? En 1950 l’observation de « noyaux actifs de galaxies » fait tout basculer ! Les trous noirs deviennent des stars ! Kumiko Kotera retrace les étapes de cette chasse aux trous noirs dont en 2019 la première photo de trou noir au centre de Messier 87 avec une masse est de 6,5 milliards de masses solaires.
S’inspirant du « Rivage des Syrtes » de Julien Gracq, l’autrice nous conte la ballade de Lisa et Gwen dans l’espace, révélant un beau talent d’écriture dans cette partie romancée et poétique. Une fantastique épopée jusqu’au départ pour la Terre de Lisa à qui Gwen dit : « J’ai trouvé une façon de provoquer des coalescences d’étoiles binaires. Je te composerai des morceaux et tu pourras les écouter, là-bas, avec les ondes gravitationnelles. Sur Terre, Lisa va suivre les expériences des physiciens, en particulier celles de LIGO-Virgo. Elle partage l’euphorie de la communauté scientifique en 2015 lors de la première détection d’onde gravitationnelle « dans un trop-plein de beauté, de tension, d’émotions… ».
Savez-vous que les neutrinos se dégustent sous trois saveurs selon leur ingrédient principal ? Il faut être très rusé pour les attraper ! Dans le cadre de GRAND, en Belgique, avec ses collaborateurs, le but est de détecter des neutrinos à très haute énergie, messagers importants du ciel violent. En 2013, l’équipe de l’Université de Shiba en a détecté deux à très haute énergie. « C’était la naissance de l’astrophysique des neutrinos ! ». La rencontre avec Olivier Martineau en 2014 a permis à Kumiko Kotera de se lancer, selon son souhait, dans « quelque chose de palpitant, de nouveau, de m’attaquer à un défi… le projet GRAND : ouvrir la fenêtre des neutrinos d’ultrahaute énergie sur l’Univers violent ».
Comment planter des antennes radio seules ? Après des installations « de sable et de fer » dans les déserts chinois et argentin, les antennes du désert de Gobi ont émis des informations. Toute une communauté de scientifiques unis par la curiosité scientifique !
Kumiko Kotera communique l’enthousiasme qui saisit les scientifiques lorsqu’ils passent une longue nuit en ébullition suite à une « alerte » : la supernova devrait surgir ! Les résultats sont confirmés : détection de 5 neutrinos d’ultrahaute énergie provenant de la direction de la galaxie Messier 31. Tant d’années de passion du ciel violent ! De grands rêves !
Cet ouvrage d’astronomie est enthousiasmant ! L’autrice, Kumiko Kotera, astrophysiciennne, est une conteuse de grand talent, faisant appel aussi bien à la fiction qu’à l’histoire des sciences, pour faire part de ses aventures de chercheuse passionnée de neutrinos, avide de beau et d’insolite, en lien avec des chercheurs du monde entier. Le lecteur suit avec grand plaisir une guide aussi experte, captivé par cette quête au sein de l’ambitieux projet GRAND, vivant pleinement les histoires de l’Univers violent et de son exploration. Un très grand coup de cœur !
