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Voici la plus grande carte 3D jamais réalisée de l’Univers

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Crédits : D. Schlegel/Berkeley Lab utilisant les données du DESI

Les données de la première campagne d’enquête du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ont produit la carte 3D la plus grande et la plus détaillée jamais réalisée de l’univers. L’image nous révèle une gigantesque toile cosmique de galaxies s’étendant sur des milliards d’années-lumière. Et ce n’est que le début d’un projet.

Le destin de l’univers

Nous savons depuis longtemps que l’Univers est en expansion, mais également que cette expansion s’accélère, augmentant sans cesse la vitesse de « fuite » des galaxies au fil du temps. Nous devons ce processus à une « force » répulsive opposée à la gravité baptisée « énergie noire ». Cette force, qui constitue environ 68 % de la densité d’énergie totale de l’Univers, déterminera finalement son destin : s’étendra-t-elle pour toujours au point de se déchirer ? L’Univers va-t-il au contraire s’effondrer sur lui-même ?

Dans le but de mieux appréhender cette « énergie noire », l’Office des sciences du Département de l’énergie des États-Unis a financé le développement d’un nouvel instrument nommé DESI, dont l’objectif est de traquer les mouvements de millions de galaxies. Grâce à ces données, les chercheurs seront capables de mesurer l’accélération de l’expansion de l’Univers avec une précision jamais atteinte.

Pour opérer, DESI prend ses mesures au moyen d’une configuration tout à fait unique. La lumière passe à travers six grandes lentilles avant d’être capturée par un réseau de câbles à fibres optiques contrôlé par 5 000 positionneurs robotisés qui peuvent déplacer les câbles en place avec une précision de dix microns. De là, la lumière est envoyée vers dix spectrographes chargés de la diviser en ses couleurs constitutives pour analyse.

Ce niveau de précision permet donc aux chercheurs de collecter des images détaillées du spectre de couleurs de millions de galaxies. Ce faisant, ils peuvent peut déterminer dans quelle mesure la lumière se retrouve décalée vers le rouge (plus le spectre d’une galaxie est décalé vers le rouge, plus celle-ci est éloignée).

Une carte inédite

En place depuis deux ans, DESI a produit sa première carte de l’univers il y a quelques jours. L’image contient 7,5 millions de galaxies tapissant une distance d’environ cinq milliards d’années-lumière en direction de la constellation de la Vierge. Sur ce tableau, d’énormes amas et filaments, les plus grandes structures de l’univers, forment une véritable toile cosmique.

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L’aspect 3D de la carte DESI. Sur cette image, la Terre est en bas à gauche. Crédits : D. Schlegel/Berkeley Lab utilisant les données du DESI

Et ce n’est qu’un début. À la fin de sa mission principale en 2026, l’instrument aura en effet répertorié plus de 35 millions de galaxies s’étendant jusqu’à onze milliards d’années-lumière.

Notez que l’instrument DESI n’est pas le seul concentré sur l’énergie noire. La mission Euclid de l’Agence spatiale européenne (ESA) promet également de faire la lumière sur ce mystère cosmique. Pour ce faire, la mission va s’appuyer sur un télescope spatial embarquant deux instruments : un imageur observant en lumière visible (VIS) et un spectro-imageur spécialisé dans le proche infrarouge (NISP). Son lancement est planifié pour 2022.

Grâce à ces deux approches, nous pourrions ainsi bientôt répondre à deux des questions les plus fondamentales de notre existence : d’où venons-nous ? Et où allons-nous ?