Une équipe internationale du programme d'observation SDSS (
Sloan Digital Sky Survey) a pu dresser pour la première fois une cartographie 3D des quasars, objets les plus lumineux de l'Univers. C'est la plus grande carte d'objets de l'
Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) établie jusqu'à présent par la communauté
scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...), à laquelle ont participé des chercheurs du CEA et du CNRS. Utilisant une technique d'analyse spectroscopique à
grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...), leurs travaux permettent également de mesurer la vitesse d'expansion de l'Univers, et confirment les prédictions formulées jusqu'ici par le modèle standard de la
cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...). Ces résultats sont en cours de publication dans
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et d'ores et déjà consultables sur le site
Arxiv.org.
Des astrophysiciens ont choisi les sources les plus brillantes qui soient, les quasars, pour explorer le passé très lointain de l'Univers, il y a six à dix milliards d'années. À partir d'un relevé photométrique, ils ont sélectionné 147 000 quasars et effectué des analyses spectroscopiques pour chacun d'entre eux. Pour isoler ces sources, ils ont réalisé près de trois cents plaques opaques, percées aux coordonnées des astres à étudier, qu'ils ont interposées à tour de rôle dans le plan focal de leur spectromètre, auprès du
télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) SDSS de l'
Apache Point Observatory, au Nouveau Mexique (États-Unis). Deux années d'observations leur ont permis de reconstruire la distribution spatiale de tous ces quasars.
Carte des quasars révélée par les travaux de l'équipe où les distances sont exprimées en temps de propagation de la lumière. En jaune apparaissent les galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) connues jusqu'à présent (jusqu'à 6 milliards d'années), et en rouge les quasars découverts par l'équipe (jusqu'à plus de 10 milliards d'années). © Anand Raichoor (École polytechnique fédérale de Lausanne, Switzerland) & la collaboration SDSS © Anand Raichoor (École polytechnique fédérale de Lausanne, Switzerland) & la collaboration SDSS
Juste après le Big-Bang, alors que l'Univers était beaucoup plus chaud et plus dense qu'aujourd'hui, il était parcouru par des ondes sonores. Ces ondes de
pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) ont pu se propager pendant les 400 000 premières années d'existence de l'Univers et se sont figées au moment de la formation des premiers atomes laissant une empreinte sous la forme d'une régularité spatiale de la
densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) de
matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...). Cette régularité permet d'établir un "étalon" de distance servant à mesurer la variation de la vitesse d'expansion de l'Univers au cours du temps.
Télescope SDSS © SDSS collaboration
Les chercheurs ont mesuré cet "étalon" de distance jusqu'à 10 milliards d'années-lumière en utilisant les quasars de la carte qui vient d'être révélée. La mesure réalisée correspond parfaitement aux prédictions du modèle cosmologique le plus simple énoncé par Einstein et confirme la présence d'une "
énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) noire" dont la nature reste à découvrir.
Une des 300 plaques opaques utilisées sur le télescope SDSS pour dresser la plus grande carte de l'Univers basée sur les quasars. Ces plaques sont percées de telle sorte qu'en plaçant une fibre optique sur chaque trou, les chercheurs peuvent observer la lumière de chaque quasar sans être parasités par d'autres objets. © CEA
Pour cela, les physiciens préparent déjà le successeur de SDSS: DESI (
Dark Energy Spectroscopic Instrument) analysera la lumière émise par 35 millions de galaxies et quasars, parfois éloignés jusqu'à 11 milliards d'années-lumière de nous. Sa construction a démarré à l'observatoire Kitt Peak en Arizona et les premières observations sont prévues en 2019.