Une loterie avec de rares jackpots, voilà à quoi ressemble le fond d'ondes gravitationnelles. La plupart des billets sont perdants, mais parfois un gain énorme tombe : la fusion de deux trous noirs supermassifs qui émet une puissante onde gravitationnelle. De telles ondes sont captées par des réseaux de radiotélescopes qui surveillent les pulsars, et grâce à elles, les scientifiques tentent de cartographier le ciel.
On pensait autrefois qu'il suffisait de prendre la valeur moyenne pour juger du « bruit » du ciel. Mais il s'avère que la moyenne est trompeuse.
Les auteurs ont généré 700 000 variantes aléatoires du ciel et ont constaté : la valeur typique du bruit de grenaille est 2 à 3 fois inférieure à la moyenne, et aux hautes fréquences, la moyenne est carrément exagérée. Par conséquent, le ciel réel sera presque certainement plus calme que ce que prédisaient les estimations moyennes.
C'est important pour les futures observations : si nous attendons un signal calculé sur la moyenne, nous risquons de ne jamais le voir et de tirer des conclusions erronées. La loterie continue, et nous savons désormais que les chances sont inégalement réparties.
Le bruit de grenaille médian à la fréquence de 1 an⁻¹ atteint 0,05, ce qui n'est que quatre fois inférieur à la limite supérieure actuelle de NANOGrav de 0,20 — les futures observations pourraient détecter pour la première fois une anisotropie du fond.