La plus grande carte 3D de l’Univers révèle six fois plus de galaxies
L’expansion accélérée de l’Univers demeure l’un des plus grands mystères de la physique contemporaine. Pour tenter de la comprendre, les astronomes ont besoin de mesures de plus en plus précises sur la distribution des galaxies à travers le cosmos. La plus grande carte 3D de l’univers jamais assemblée vient d’être finalisée, promettant de nouvelles pistes sur la nature de l’énergie sombre.
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DESI, cinq mille yeux braqués sur le ciel de l’Arizona
L’instrument DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) fonctionne depuis le télescope Nicholas U. Mayall, situé à l’observatoire de Kitt Peak en Arizona. Équipé de 5 000 fibres optiques robotisées, il capte simultanément la lumière de milliers de galaxies en une seule observation de vingt minutes. En cinq années d’observation, débutées en mai 2021, DESI a collecté les données spectrales de plus de 47 millions de galaxies et quasars, ainsi que 20 millions d’étoiles proches, représentant six fois plus d’objets cosmologiques que l’ensemble des relevés précédents, selon le Lawrence Berkeley National Laboratory.
Le projet mobilise plus de 900 chercheurs issus de 70 institutions à travers le monde, dont 300 doctorants. L’objectif initial était de cartographier 34 millions de galaxies et quasars, mais l’instrument a largement dépassé cette cible, terminant son programme en avance sur le calendrier prévu.
Une carte 3D de l’univers qui couvre onze milliards d’années
En mesurant le décalage vers le rouge (redshift) de chaque objet observé, DESI reconstitue la position et la distance des galaxies dans l’espace et dans le temps. La carte obtenue couvre environ 14 000 degrés carrés du ciel et retrace la distribution de la matière sur onze milliards d’années d’histoire cosmique. Selon les résultats des trois premières années de données, l’énergie sombre, longtemps considérée comme une constante cosmologique, pourrait en réalité évoluer au fil du temps.
Cette hypothèse, si elle se confirmait, constituerait un tournant majeur en cosmologie. L’énergie sombre représente environ 70 % de la composition totale de l’Univers, devant la matière noire (25 %) et la matière ordinaire (5 %), mais sa nature exacte demeure inconnue. En comparant la façon dont les galaxies se regroupaient dans le passé lointain avec leur distribution actuelle, les chercheurs espèrent trancher entre plusieurs modèles théoriques concurrents.
Des observations prolongées pour traquer l’énergie sombre
L’équipe prévoit de publier ses premiers résultats sur l’énergie sombre à partir du jeu de données complet de cinq ans en 2027. En attendant, DESI poursuit ses observations au-delà de sa mission initiale, avec un programme étendu prévu jusqu’en 2028. L’objectif consiste à élargir la couverture du ciel à 17 000 degrés carrés et à inclure de nouvelles catégories d’objets, comme les galaxies rouges lumineuses. Ces données complémentaires alimenteront également les études sur la matière noire et sur les galaxies naines.
Le parcours de DESI n’a pas été sans embûches. La pandémie de Covid-19 a retardé ses premiers tests en 2020, et un incendie a menacé l’observatoire de Kitt Peak en 2022, sans toutefois endommager le télescope. Malgré ces obstacles, l’instrument a tenu ses promesses et contribué à bâtir le relevé le plus détaillé du cosmos jamais réalisé, avec la possibilité de réécrire certaines lois fondamentales de la physique.
Source : Lawrence Berkeley National Laboratory
