La plus grande carte de l’Univers
En juillet 2020, une équipe d’astronomes a réalisé la carte la plus vaste jamais produite de l’Univers, s’appuyant sur les données du relevé du ciel SDSS (Sloan Digital Sky Survey) lancé il y a près de vingt ans. Cette carte tridimensionnelle représente les positions de quatre millions de galaxies, s’étendant sur plusieurs milliards d’années-lumière, et permet de remonter dans le temps jusqu’à certaines des époques les plus reculées de l’Univers.
Les observations révèlent que les galaxies ne se répartissent pas aléatoirement. Elles se regroupent en filaments et en murs bidimensionnels, formant des structures qui délimitent des zones relativement vides. Ces motifs, supposés être apparus moins d’un milliard d’années après le Big Bang, offrent des indices sur les lois fondamentales de l’évolution cosmique et sur des questions majeures telles que la géométrie de l’Univers et la nature de l’énergie sombre.
Des noyaux de surdensité et des coquilles
Le programme SDSS, dont la cinquième campagne vient de débuter, utilise le télescope de la fondation Sloan, situé au Nouveau-Mexique. Les projets BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) et eBOSS ont mesuré la distribution des galaxies pour étudier l’histoire de l’Univers, en se basant sur les oscillations acoustiques baryoniques (BAO).
Ces BAO résultent d’interactions entre lumière et matière dans l’Univers jeune. La matière baryonique, qui interagit avec la lumière, et la matière noire, invisible, ont formé des régions de surdensité d’énergie et de matière. Ces zones ont évolué en attirant davantage de matière, laissant d’autres régions vides.
Vers 380 000 ans après le Big Bang, l’Univers s’est refroidi, permettant aux photons de se propager librement, créant ainsi le fond diffus cosmologique. Cette première émission de lumière est encore observable aujourd’hui.
Une question de vitesse
L’étude des BAO permet d’estimer la distance moyenne des galaxies, mais nécessite également des informations sur leur vitesse d’éloignement. Le SDSS a réalisé une analyse spectroscopique de deux millions de galaxies et de quasars, mesurant le décalage vers le rouge, qui indique à quelle vitesse ces galaxies s’éloignent de nous.
Les observations ont permis de mer la position et le décalage vers le rouge de plus de deux millions de galaxies, offrant une perspective sur près de 11 milliards d’années de l’histoire de l’Univers.
Sonder l’énergie sombre
Les résultats des projets BOSS et eBOSS ont également contribué à l’étude de l’énergie sombre, un phénomène découvert en 1998 qui indique que l’expansion de l’Univers s’accélère. Ce phénomène pourrait être expliqué par une constante cosmologique, un terme qui représente l’énergie présente dans l’espace vide.
Cependant, des tensions dans le modèle cosmologique standard (ΛCDM) persistent, notamment concernant la constante de Hubble, qui me le taux d’expansion de l’Univers. Les estimations actuelles varient, remettant en question certaines hypothèses de notre compréhension cosmologique.
Projets futurs
Le programme SDSS continue d’évoluer avec le développement de nouveaux projets, tels que DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) et Euclid, qui visent à approfondir notre compréhension de l’Univers. DESI, capable d’observer 5 000 cibles simultanément, et Euclid, qui mera les décalages vers le rouge de 35 millions de galaxies, promettent de fournir des données encore plus précises pour l’étude des structures cosmiques et de l’énergie sombre.
Source : Pour la Science
