Deux étoiles mortes tournoient dans une dernière danse. Leur rapprochement engendre des ondulations dans l'espace — les ondes gravitationnelles. Mais un troisième partenaire invisible peut se joindre à cette danse. Son attraction accélère la paire, et le signal change alors légèrement de ton — comme la sirène d'une voiture qui passe.
Les auteurs de l'étude ont appris à capter ce décalage de ton — l'accélération du centre de masse (LOSA en anglais). Ils ont intégré cette correction dans deux modèles mathématiques de fusion : l'un pour les orbites circulaires avec rotation, l'autre pour les orbites allongées, excentriques. Les tests sur des signaux artificiels ont montré que le modèle avec excentricité détecte honnêtement l'accélération, tandis que le modèle circulaire peut se tromper et interpréter l'allongement de l'orbite comme une accélération.
Ensuite, les scientifiques ont examiné cinq événements réels de fusion d'étoiles à neutrons avec des trous noirs issus du catalogue LIGO-Virgo-KAGRA. Pour trois d'entre eux, les contraintes sur l'accélération ont été établies pour la première fois. Les cinq sont globalement compatibles avec une accélération nulle. Mais pour l'événement GW200105_162426, l'analyse conjointe de l'accélération et de l'excentricité a montré que les données s'accordent mal avec l'hypothèse que les deux paramètres soient simultanément nuls. Cela renforce les indices d'une orbite allongée déjà remarqués auparavant.
Ainsi, les ondes gravitationnelles deviennent non seulement des messagères de catastrophes, mais aussi des détectives capables de reconstituer la scène du crime : la paire était-elle seule ou a-t-elle été poussée par un voisin invisible ?
Les détecteurs LIGO perçoivent des variations de longueur de leurs bras de quatre kilomètres mille fois plus petites que le diamètre d'un proton — c'est comme remarquer que la distance à l'étoile la plus proche a changé de l'épaisseur d'un cheveu.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, le signal extraterrestre contient une modulation due à l'accélération de la source — presque comme dans ce travail, mais pour les ondes gravitationnelles.