Des scientifiques publient la plus grande carte 2D de l’univers

Points à retenir

• Les relevés d’imagerie DESI Legacy ont combiné plus de 263 000 expositions télescopiques afin de produire la plus grande carte 2D de l’univers en lumière visible et proche infrarouge.
• Les astronomes peuvent combiner la carte des relevés Legacy avec leurs propres observations afin d’explorer notre univers et de rechercher des phénomènes rares.
• La carte 2D sert de fondement au relevé du Dark Energy Spectroscopic Instrument, qui vise à mesurer l’univers en trois dimensions et à étudier l’énergie sombre.

Accrochez-vous à vos télescopes : l’équipe des relevés d’imagerie DESI Legacy vient de publier la plus grande carte 2D en couleurs de l’univers jamais réalisée. Cette carte de 5,6 billions de pixels contient près de 4 milliards d’objets célestes, principalement des étoiles et des galaxies. Les données sont accessibles à tous et peuvent être consultées publiquement au moyen du visualiseur du ciel de Legacy Survey.

Les astronomes et les scientifiques amateurs peuvent explorer la carte ou la combiner avec leurs propres observations afin de mieux comprendre notre univers. Les chercheurs peuvent rechercher des phénomènes rares, comme les lentilles gravitationnelles, observer des phénomènes éphémères, comme les supernovas, et étudier deux des plus grands mystères de la physique : la matière noire, cette substance invisible qui représente la majeure partie de la masse de notre univers, et l’énergie sombre, la force à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’univers.

La nouvelle carte s’appuie sur les versions antérieures des relevés d’imagerie DESI Legacy, qui se sont déjà révélées extrêmement précieuses. À ce jour, plus de 1 800 articles scientifiques faisant référence aux données des relevés Legacy ont été publiés.

« Ces données font maintenant partie intégrante de la recherche en astronomie », explique David Schlegel, codirecteur des relevés Legacy et scientifique au Laboratoire national Lawrence-Berkeley du département de l’Énergie des États-Unis, aussi appelé Berkeley Lab. « Aujourd’hui, lorsqu’on travaille avec des objets astronomiques, l’une des premières choses que l’on fait souvent est d’ouvrir la visionneuse d’imagerie Legacy pour voir ce que l’on observe. »

Cette visite vidéo présente quelques faits saillants de la carte des relevés d’imagerie DESI Legacy, qui contient près de 4 milliards d’objets. Crédit vidéo : DESI Legacy Imaging Surveys; David Schlegel/Berkeley Lab.

Couvrant environ 75 % du ciel en lumière visible et proche infrarouge, la carte mise à jour offre une vue détaillée de l’univers extragalactique qui n’est pas obstruée par la poussière et les étoiles de notre propre Voie lactée. Les chercheurs s’attendent à ce qu’elle demeure la carte 2D la plus complète de notre univers pendant de nombreuses années.

Dustin Lang, scientifique en informatique à l’Institut Périmètre, participe activement aux relevés Legacy. Il a contribué à recueillir les données, à rédiger le code nécessaire à leur traitement et à concevoir la visionneuse du ciel permettant de diffuser les images dans le monde entier.

« Ce fut extrêmement enrichissant et gratifiant de pouvoir recueillir et analyser cet ensemble de données, puis de le partager avec le monde entier. Dès le départ, nous nous sommes engagés à rendre les données publiques immédiatement. Même si nous avons recueilli ces images pour nos propres besoins, afin que DESI sache où observer, nous les avons rendues publiques pour que les astronomes et le grand public du monde entier puissent en profiter. Des milliers d’articles scientifiques ont été publiés grâce à nos résultats, et j’en tire une grande fierté », affirme Lang.

Plus de 160 scientifiques ont participé à la collecte des données du projet, et une équipe de 20 personnes a produit l’ensemble de données final publié aujourd’hui. Celui-ci a été créé en combinant 263 407 expositions télescopiques provenant de trois relevés du ciel réalisés à partir du sol : le Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS), mené à l’Observatoire interaméricain du Cerro Tololo de la NSF; le Mayall z-band Legacy Survey (MzLS), mené à l’Observatoire national de Kitt Peak de la NSF; et le Beijing-Arizona Sky Survey (BASS), mené à l’Observatoire Steward de l’Université de l’Arizona. À ces observations se sont ajoutées plusieurs années de données provenant de la mission satellitaire Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA ainsi que d’autres données publiques.

« Pour notre équipe, ces données sont essentielles à notre étude de l’histoire de l’expansion de l’univers et de la formation de notre galaxie », explique Arjun Dey, codirecteur des relevés Legacy et astronome au NOIRLab de la NSF. « Mais le ciel appartient à tout le monde, et ce relevé offre à chacun la possibilité de l’explorer et de s’émerveiller devant ses splendeurs. »

Un univers peuplé de galaxies

Les relevés d’imagerie DESI Legacy ont initialement été réalisés afin de préparer le relevé du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). La carte 2D des relevés Legacy est essentiellement une photographie en profondeur du ciel. Elle indique l’emplacement apparent des galaxies et des étoiles ainsi que leur luminosité apparente. Cette étape essentielle permet à DESI de sélectionner des objets et de mesurer leur lumière à différentes longueurs d’onde afin d’en déterminer la distance, créant ainsi la plus grande carte 3D à haute résolution jamais réalisée. Les scientifiques étudient la façon dont les galaxies se sont regroupées à différentes époques de l’univers afin de suivre l’évolution de l’énergie sombre au fil du temps.

En avril 2026, DESI a terminé son relevé initial de cinq ans plus tôt que prévu, après avoir observé beaucoup plus d’objets qu’on ne l’avait anticipé. Les premiers résultats ont révélé des indices surprenants selon lesquels l’influence de l’énergie sombre pourrait diminuer avec le temps. Il s’agirait d’un changement de paradigme susceptible de modifier les prévisions concernant le destin de notre univers. DESI prévoit publier en 2027 des résultats améliorés reposant sur les données recueillies pendant les cinq premières années et poursuivra ses observations jusqu’en 2028.

DESI s’est révélé si efficace pour observer les galaxies qu’il a fallu élargir la carte des relevés Legacy. « Dès le début, il est devenu évident que nous risquions de manquer de galaxies à observer et de régions du ciel à explorer, et que nous devions commencer à nous attaquer à ce problème », explique Schlegel, qui travaille également au projet DESI. La nouvelle carte des relevés Legacy sert à sélectionner les cibles de DESI depuis juin 2026 et guidera les activités du télescope au cours des prochaines années.

Calculer le cosmos

La combinaison de centaines de milliers d’images captées pendant 2 285 nuits, chacune dans des conditions atmosphériques et télescopiques particulières, a exigé un immense effort informatique. Il a fallu environ un an pour concevoir le code informatique et huit semaines pour traiter toutes les images à l’aide du superordinateur Perlmutter du National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), au Berkeley Lab.

En plus de soutenir DESI, les relevés Legacy serviront de référence essentielle pour la prochaine génération de télescopes. À mesure que de nouveaux observatoires, comme l’Observatoire Vera C. Rubin de la NSF et du département de l’Énergie des États-Unis, financé conjointement par la NSF et le Bureau des sciences du département de l’Énergie, ainsi que le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA entreront en service, les chercheurs pourront comparer leurs observations à l’une des vues du ciel les plus profondes et les plus complètes jamais produites.

Les données des Legacy Surveys aideront également les scientifiques à entraîner des outils d’intelligence artificielle afin d’analyser des pétaoctets de données astronomiques et d’accélérer les nouvelles découvertes. Elles feront partie des ensembles de données utilisés dans le cadre d’un projet pilote d’astrophysique au sein de l’American Science Cloud, qui s’inscrit dans la mission Genesis du département de l’Énergie des États-Unis.

Les relevés d’imagerie DESI Legacy sont soutenus par le Bureau de la physique des hautes énergies du département de l’Énergie des États-Unis; le National Energy Research Scientific Computing Center, une installation destinée aux utilisateurs du Bureau des sciences du département de l’Énergie; la Division des sciences astronomiques de la National Science Foundation des États-Unis; ainsi que les établissements partenaires.

DESI est soutenu par le Bureau des sciences du département de l’Énergie des États-Unis et le NERSC. DESI bénéficie également du soutien de la NSF; du Science and Technology Facilities Council du Royaume-Uni; de la Fondation Gordon et Betty Moore; de la Fondation Heising-Simons; du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) de la France; du Secrétariat des sciences, des sciences humaines, de la technologie et de l’innovation (SECIHTI) du Mexique; du ministère des Sciences et de l’Innovation de l’Espagne; ainsi que des établissements membres de DESI.