Africa-Press – Niger. Nathalie Palanque-Delabrouille est cosmologiste et porte-parole de la mission DESI.
Sciences et Avenir: DESI, Euclid, Vera-Rubin: trois instruments se mettent sur la piste de l’énergie noire, c’est un effort sans précédent en cosmologie…
Nathalie Palanque-Delabrouille: Oui, notre discipline vit une époque formidable ! DESI (Dark Energy Spectroscopic) a débuté ses mesures à l’observatoire de Kitt Peak, en Arizona (États-Unis), en mai 2021. Le télescope spatial Euclid a pris son envol en juillet 2023. Il entre dans sa phase d’acquisition des données. Le télescope de grande taille Vera-Rubin, au Chili, devrait entrer en fonction en 2025… Ces instruments sont les premiers spécifiquement conçus pour étudier l’énergie noire, ainsi que la matière noire.
« Nous n’avons pas été épargnés par les aléas »
DESI a une longueur d’avance. Les premiers résultats ont été publiés en juin 2023. Que disent-ils ?
Que DESI fonctionne parfaitement bien, ce qui n’était pas évident car nous n’avons pas été épargnés par les aléas. Il y a eu les retards dus à la crise du Covid en 2020. En juin 2022, un feu de forêt a menacé l’observatoire de Kitt Peak et recouvert de cendres nos installations. Enfin, en août 2023, le NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) a été victime d’une cyberattaque qui a mis hors service le télescope Gemini North, à Hawaii. Par précaution, nous nous sommes déconnectés du réseau. Nous avons toutefois surmonté chacun de ces obstacles…
Les résultats publiés en juin ont servi à valider l’instrument et notre méthode. Le plan focal (où se forme l’image de l’astre, ndlr) de DESI est doté de 5000 fibres optiques capables d’obtenir presque autant de spectres (décomposition de la lumière en ses différentes composantes, ou « couleurs », ndlr) d’un coup. L’objectif est de recueillir la signature lumineuse de près de 40 millions de galaxies et de quasars (source de rayonnement intense et quasi ponctuelle associée à un trou noir supermassif au cœur d’une galaxie, ndlr). Nous avons procédé à un mini-relevé correspondant à une zone du ciel de 1 % par rapport à ce que pourra faire l’ensemble des observations de DESI, mais comprenant tout de même 2 millions de spectres !
Nous avons constaté que, quelles que soient les sources visées, galaxies ou quasars, nous obtenons rapidement des spectres d’excellente qualité. Depuis, nous sommes entrés dans le relevé global qui nous permettra d’apporter un nouvel éclairage sur la nature de l’énergie noire.
De quelle manière DESI va-t-il contribuer à comprendre la nature de l’énergie noire ?
En mesurant son action tout au long de l’histoire de l’Univers. Les 40 millions d’objets cartographiés se situent entre 1 milliard et 12 milliards d’années-lumière de nous. Nous aurons donc accès à la distribution des galaxies sur toute cette tranche temporelle. Or cette distribution n’est pas aléatoire.
Les galaxies sont apparues là où initialement il y avait des surdensités de matière dans l’Univers primordial. La distance caractéristique entre ces surdensités n’a ensuite évolué que sous l’effet de l’expansion de l’Univers. La mesurer, c’est avoir accès à l’expansion, et à l’évolution de l’expansion. Plus elle va s’accroître, et plus nous « verrons » l’énergie noire se manifester. Or, les théories sur sa nature conduisent à des prévisions différentes concernant son action au cours du temps.
Quand publierez-vous les premiers résultats concernant l’énergie noire ?
Notre objectif est de rendre publics les résultats de la première année d’observations de DESI le 4 avril prochain. Cela se fera en simultané lors de deux conférences, l’une organisée par l’American Physical Society à Sacramento, aux États-Unis, et l’autre lors des rencontres de Moriond, en Italie. Nous livrerons des spectres d’une grande précision, répartis entre des cibles proches de nous et certaines situées jusqu’à 12 milliards d’années dans le passé.
Afin de ne pas influencer l’interprétation des résultats, nous avons travaillé jusque-là en floutant une partie des informations. C’est ce que l’on appelle le « blinding » [« aveuglant »]. En effet, DESI ne mesure pas directement une distance en trois dimensions, mais un angle (position 2D sur la voûte céleste) et un décalage vers le rouge (distance vis-à-vis de l’observateur). Pour convertir ces données en distance, nous devons utiliser un « modèle » d’univers (qui dépend de sa courbure et de diverses constantes, ndlr). Masquer le modèle permet d’éviter les biais de confirmation dans l’analyse des mesures. Le risque pour les chercheurs étant d’y lire ce qu’ils souhaiteraient y trouver, en fonction de leur théorie…
« Les instruments d’Euclid et de Vera-Rubin sont complémentaires »
Quels seront les apports d’Euclid et de Vera-Rubin sur l’énergie noire ?
Les instruments sont complémentaires. Euclid va observer les spectres dans l’infrarouge, qui sont émis par les galaxies les plus lointaines. Cette gamme est inaccessible à DESI car les infrarouges sont bloqués par l’atmosphère. En revanche, Euclid est un télescope moins performant que le Kitt-Peak sur lequel est installé DESI. La résolution des spectres sera moins bonne.
Quant au Vera-Rubin, c’est un immense télescope au sol, plus grand que DESI, dont la grande force est la vitesse de prise de données (le temps de pose est d’environ 30 secondes, ndlr). Il va « mitrailler » l’Univers, et s’intéresser ainsi aux phénomènes transitoires, comme les supernovae, ces explosions d’étoiles en fin de vie. Elles ne sont pas si fréquentes. Il faut donc balayer une grande partie du ciel pour les voir, ce que sera capable de faire Vera-Rubin.
Aujourd’hui, quelques milliers de supernovae ont été observées. On s’attend à en voir des centaines de milliers. Cela va révolutionner leur étude. Or, c’est grâce aux supernovae de type « Ia » que l’on s’est aperçu de l’accélération de l’expansion de l’Univers…
BIO EXPRESS
1970: Nassance à Ermont (Val-d’Oise).
1997: Doctorat de physique à l’Université de Chicago (États-Unis) et l’Université Paris 7. Entrée au CEA à Orsay, à l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers.
2012: Prix du livre d’astronomie pour « Les Nouveaux Messagers du cosmos » (Seuil).
2017: Prix Irène-Joliot-Curie de la Femme scientifique de l’année.
2018: Porte-parole de la mission DESI, collaboration de 500 chercheurs appartenant à 75 institutions différentes.
2020: Élue à l’Académie des sciences.
2021: Directrice de la division de physique du Lawrence Berkeley National Laboratory (États-Unis).
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