Une immense collection d’étoiles explosées remet sur la table une question vertigineuse : l’accélération de l’Univers serait-elle en train de changer ?
Pour mesurer des distances gigantesques, les astronomes utilisent certaines explosions stellaires appelées supernovas de type Ia. Leur luminosité peut être calibrée, ce qui permet d’estimer leur distance. En comparant cette distance au décalage de leur lumière vers le rouge, les chercheurs retracent la façon dont l’Univers s’est agrandi au fil du temps.
Une équipe internationale a réuni 2 884 supernovas probablement de type Ia dans un même ensemble de données, baptisé Unite. Il associe notamment les catalogues Pantheon+ et DES-SN5YR, issu du Dark Energy Survey. Le travail rassemble environ trois décennies d’observations réalisées avec des instruments différents.
Frise chronologique de l'Univers, depuis le Big Bang jusqu'Ă nos jours.
NASA/WMAP Science Team · Public domain
Les chercheurs ont retraité les observations avec des méthodes communes. Ils ont notamment harmonisé la sélection des supernovas et les corrections liées aux biais d’observation. La masse des galaxies qui hébergent ces explosions a aussi été recalculée de manière uniforme pour plus de 98 % de l’échantillon.
Pourquoi autant de précautions ? La lumière reçue peut être modifiée pendant son voyage. La poussière, les propriétés de la galaxie hôte ou encore l’effet gravitationnel de grandes masses peuvent fausser légèrement les mesures. Sur des milliers d’objets, ces petits écarts peuvent peser sur le résultat final.
Les supernovas permettent ensuite de tester l’énergie noire, nom donné au phénomène associé à l’accélération de l’expansion cosmique. Dans le modèle cosmologique standard, cette composante reste constante au cours du temps. Unite ne suffit pas, à lui seul, à établir qu’elle évolue. Les chercheurs ont donc combiné leurs mesures avec le rayonnement fossile du Big Bang et des cartes de répartition des galaxies.
Avec ces données réunies, un modèle avec une énergie noire variable s’accorde mieux avec certaines mesures qu’un modèle où elle reste constante. Ces résultats ne constituent pas encore la preuve d’une énergie noire non constante, ils renforcent plutôt une anomalie déjà apparue dans d’autres relevés récents, notamment ceux du Dark Energy Spectroscopic Instrument.
Le catalogue Unite doit encore franchir une étape concrète. Les auteurs prévoient de rendre publics les mesures de distance et les outils statistiques associés après acceptation de leur article. D’autres équipes pourront alors reproduire les calculs, combiner ces supernovas à de futurs relevés et vérifier si l’écart persiste avec davantage de données.
