Des chercheurs de l'Université de Hirosaki ont suggéré une méthode pour identifier la source d'ondes gravitationnelles ultra-basses fréquences en cherchant des motifs de 'battement' dans les signaux de pulsars. Cette approche pourrait distinguer les ondes issues de l'inflation cosmique de celles provenant de binaires de trous noirs supermassifs. La proposition s'appuie sur des preuves de 2023 issues d'arrondis de synchronisation de pulsars qui ne constituent pas une confirmation complète.
Les pulsars, étoiles à neutrons en rotation rapide qui émettent des impulsions radio stables, servent d'horloges cosmiques précises pour détecter des distorsions subtiles de l'espace-temps. En 2023, des collaborations internationales, y compris NANOGrav aux États-Unis et des équipes européennes, ont rapporté des preuves solides d'ondes gravitationnelles de nanohertz — ondes avec des périodes de mois à années — basées sur des variations de synchronisation dans les signaux de pulsars. Comme l'a expliqué Hideki Asada, professeur à l'Université de Hirosaki, « Le signal était statistiquement fiable mais en dessous du seuil de 5 sigma habituellement requis par les physiciens des particules. » Cette preuve, bien que prometteuse, n'a pas encore atteint le niveau de détection confirmée dans la communauté de la cosmologie et de l'astrophysique.
Deux explications principales existent pour ces ondes : des fluctuations primordiales de l'inflation cosmique dans l'univers primitif, étirées à des échelles vastes, ou des ondes gravitationnelles de binaires de trous noirs supermassifs en orbite formées lors de fusions de galaxies. Les distinguer s'est avéré difficile en raison de motifs de corrélation similaires dans les données de pulsars. Pour y remédier, Asada et la chercheuse Shun Yamamoto proposent d'analyser des effets de 'battement', similaires à l'interférence acoustique, où des ondes de deux binaires de trous noirs proches avec des fréquences presque identiques se chevauchent et modulent les temps d'arrivée des pulsars.
« Si deux systèmes de ce type ont des fréquences très similaires, leurs ondes peuvent interférer et créer un motif de battement, comme en acoustique », a noté Asada. En cherchant cette modulation dans les corrélations de synchronisation des pulsars, les scientifiques pourraient confirmer si le signal provient de sources discrètes proches plutôt que d'un fond inflationnaire diffus. Leurs résultats ont été publiés le 14 octobre 2025 dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Asada anticipe qu'une confirmation à 5 sigma pourrait arriver dans quelques années, moment où cette méthode pourrait clarifier les origines des ondes. « Je pense qu'une fois qu'une détection confirmée à 5 sigma sera obtenue... notre méthode pourrait être utile pour distinguer si elles proviennent de l'inflation ou de binaires de trous noirs supermassifs proches », a-t-il conclu.