Une nouvelle étude du ciel contient plus d’un milliard de galaxies

Que contient un pétaoctet de données sur plus d’un milliard de galaxies dans l’une des cartes du ciel les plus complètes ? La réponse : l’enquête d’imagerie héritée de l’instrument spectroscopique à énergie noire (DESI) en constante expansion. Les galaxies qu’il représente font partie de la plus grande carte bidimensionnelle du ciel jamais réalisée. Et, tout récemment, il s’est encore agrandi avec l’ajout de nouvelles données provenant de télescopes aux États-Unis et au Chili.

L’enquête DESI sur l’imagerie héritée s’appuie sur les données incluses dans deux enquêtes complémentaires antérieures : l’enquête sur l’héritage de la caméra à énergie noire (DECam) et l’enquête sur le ciel de Pékin-Arizona. Ensemble, ces efforts ont imagé 14 000 degrés carrés du ciel visible depuis l’hémisphère nord. Les données proviennent des télescopes de l’observatoire national Kitt Peak de NOIRLab de la NSF et de l’observatoire interaméricain Cerro Tololo au Chili.

Avec l’ajout d’images du ciel austral, les Legacy Surveys couvrent désormais plus de 20 000 degrés carrés. C’est près de la moitié du ciel cartographié avec des détails incroyables dans les longueurs d’onde optiques et proches de l’infrarouge.

Cartographier les galaxies de l’univers

Lorsque l’image phare Hubble Deep Field a été publiée en 1993, les astronomes ont réalisé que l’Univers était rempli de galaxies. C’était, comme certains astronomes l’ont souligné, la découverte de galaxies aussi loin que nous puissions les détecter. Les plus proches sont relativement faciles à observer. Cependant, la vraie valeur des observations en champ profond était la découverte de millions et de millions d’observations lointaines et sombres. Ils apparaissaient comme un peu plus que de faibles taches de lumière. Beaucoup de ces galaxies apparaissent telles qu’elles étaient aux premières époques de l’histoire de l’Univers. Ils peuvent nous en dire long sur les conditions quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. Mais, il y a d’autres leçons à tirer de la panoplie de galaxies de l’Univers.

Lorsque vous assemblez toutes les images de champ profond et les relevés de galaxies lointaines, vous commencez à voir émerger une grande structure cosmique. En créant des cartes complètes des galaxies même les plus sombres et les plus éloignées, les astronomes sont mieux à même d’étudier cette structure. De plus, les immenses quantités de données leur permettent de commencer à démêler les propriétés et la distribution de la matière noire. Enfin, parce que les enquêtes permettent aux scientifiques de cartographier l’expansion de l’Univers, ces cartes leur donnent également une chance de se concentrer sur les propriétés de l’énergie noire encore mystérieuse.

Comment le sondage sur les galaxies aide les astronomes

Les derniers ajouts à l’enquête Legacy élargissent ce que les astronomes voient et leur donnent de nouveaux outils pour comprendre l’Univers. “L’ajout de données de longueur d’onde dans le proche infrarouge au Legacy Survey nous permettra de mieux calculer les décalages vers le rouge des galaxies lointaines, ou le temps qu’il a fallu à la lumière de ces galaxies pour atteindre la Terre”, a déclaré Alfredo Zenteno, astronome du NOIRLab de la NSF. et chercheur principal d’une enquête en profondeur appelée DECam eROSITA Survey (DeROSITAS).

Par exemple, l’amas de galaxies Abell 3158 (ci-dessus) est une partie intéressante de ces ensembles de données. Il est brillant et grand et se trouve à environ 825 millions d’années-lumière de nous. Les astronomes étudient la dynamique des amas à l’aide de ces collections de galaxies. Ils veulent également en savoir plus sur la métallicité des étoiles dans les galaxies extérieures de l’amas. Comprendre la distribution des métaux (éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium) dans ces galaxies donne aux astronomes une meilleure idée de la masse totale des métaux dans l’Univers. Il fournit également des indices sur la formation des étoiles aux premières époques de l’histoire cosmique. Selon Zenteno, les informations sur le redshift des galaxies proches et lointaines sont nécessaires pour fournir des mesures plus précises de la métallicité.

“Ceci est essentiel pour les relevés aux longueurs d’onde radio et rayons X qui nécessitent une vue” optique “complète pour identifier l’origine de l’émission, comme les amas de galaxies et les trous noirs supermassifs actifs”, a déclaré Mara Salvato, chercheuse au Max Planck. Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) et porte-parole d’eROSITA.

Pourquoi aller plus loin ?

Une autre raison importante pour étendre cette carte du ciel est d’identifier environ 40 millions de galaxies cibles pour l’enquête spectroscopique DESI de cinq ans. Cette enquête sur l’énergie noire se concentre sur la recherche de la compréhension de l’énergie noire en cartographiant avec précision l’histoire de l’expansion de l’Univers au cours des 12 derniers milliards d’années. Le projet DESI a maintenant sélectionné ses cibles et l’étude spectroscopique est actuellement en cours.

Les scientifiques de plusieurs disciplines s’intéressent au problème de la matière noire. Mais il y en a beaucoup d’autres qui bénéficient des archives croissantes de données astronomiques issues des Legacy Surveys. Les données accessibles au public permettent aux passionnés d’astronomie et aux curieux de parcourir numériquement l’Univers qui nous entoure.

“N’importe qui peut utiliser les données de l’enquête pour explorer le ciel et faire des découvertes”, a déclaré Arjun Dey, astronome au NOIRLab de la NSF. « À mon avis, c’est cette facilité d’accès qui a rendu cette enquête si percutante. Nous espérons que dans quelques années, les Legacy Surveys disposeront de la carte la plus complète de tout le ciel et fourniront un trésor aux scientifiques dans le futur.

Pour plus d’informations

Plus d’un milliard de galaxies brillent sur une carte colossale du ciel

NOIRLab

Études aux rayons X de l’amas de galaxies Abell 3158 avec eROSITA