Des scientifiques de l’ENS ont codirigé la création de la plus grande carte jamais réalisée de la matière noire, obtenue à partir de mesures de l’effet de lentille gravitationnelle sur les images de galaxies lointaines. Ce résultat de la collaboration internationale Dark Energy Survey (DES) est présenté dans un article accepté pour publication dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“La majeure partie de la matière de l’Univers est constituée de matière noire, explique Niall Jeffrey (LPENS & UCL), co-auteur principal de ce travail. C’est une véritable prouesse que d’avoir pu cartographier l’Univers aux plus grandes échelles sur une grande partie du ciel. Cette carte est tirée de l’analyse d’images dans le visible et l’infrarouge proche obtenues du Chili avec la caméra de la collaboration DES.” 

Ces observations ont été entreprises pour répondre à des questions fondamentales sur l’Univers. Même si nous ne pouvons pas voir la matière noire, la lumière est déviée par le champ gravitationnel suivant des motifs cohérents dans le ciel. En utilisant les images de plus de cent millions de galaxies, les scientifiques ont utilisé cet effet, appelé cisaillement gravitationnel, pour construire une carte de la matière noire, jusqu’alors invisible, sur un quart du ciel de l’hémisphère sud.

Cette avenue de recherche où les images de galaxies sont utilisées pour révéler la matière noire a été ouverte en 1993 par Nick Kaiser, professeur à l’ENS. “Des mesures antérieures de ce type avaient montré l’énorme promesse de cette technique, mais les observations couvraient une surface du ciel trop petite, précise Nick Kaiser. Niall et l’équipe de la collaboration DES ont fait un travail formidable en mesurant soigneusement les formes de galaxies puis en produisant ces cartes de la matière noire, qui permettront d’imposer des contraintes importantes aux théories sur l’origine de l’Univers.”

Pour réussir dans leur projet, Niall Jeffrey et son équipe ont développé de nouvelles méthodes statistiques nourries par les avancées de l’intelligence artificielle. Plusieurs chercheurs de l’axe astrophysique du LPENS sont engagés dans cette même voie par laquelle de nouvelles percées dans le domaine de la science des données nous aident à révéler le cosmos.

La nouvelle carte de la matière noire est la plus grande jamais réalisée à partir des mesures de cisaillement gravitationnel, et le restera jusqu’à la prochaine génération d’expériences, plus particulièrement le projet Euclid de l’Agence Spatiale Européenne, auquel la France contribue au premier plan avec environ 500 membres – dont le responsable scientifique de la mission (Yannick Mellier) et son adjoint (Francis Bernardeau). En mesurant plus d’un milliard de galaxies, Euclid révolutionnera ce champ de recherche.

 

A propos de DES

Le Dark Energy Survey (DES) est un projet international visant à observer des centaines de millions de galaxies. DES a commencé à observer le ciel austral en 2013 à l’aide d’une caméra très sensible de 570 mégapixels, DECam, montée sur le télescope Blanco de l’Observatoire interaméricain Cerro Tololo, dans les Andes au Chili.

Ce projet, qui réunit plus de 400 scientifiques, a pour objectif majeur de contraindre la nature de l’énergie noire à l’origine de l’accélération de l’expansion de l’univers.

Carte de la matière noire construite à partir des données du Dark Energy Survey

Légende : La structure à grande échelle de l’univers évoque une toile d’araignée avec des amas et filaments de matière séparés par de grands vides. Cette carte permet aux astrophysiciens d’explorer le lien entre la matière noire et les galaxies visibles, et d’approfondir notre compréhension des lois qui régissent notre Univers.

credit: N. Jeffrey / Dark Energy Survey collaboration

 

 

 

En savoir plus :
Niall Jeffrey, Marco Gatti et al, “Dark Energy Survey Year 3 results: curved-sky weak lensing mass map reconstruction”. Accepted by Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | https://www.darkenergysurvey.org/des-year-3-cosmology-results-papers

BBC : https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-57244708

The Guardian : https://www.theguardian.com/science/2021/may/27/astronomers-create-largest-map-universe-dark-matter-einstein

BBC News :

Informations complémentaires :
Laboratoire de Physique de L’École normale supérieure (LPENS, ENS Paris/CNRS/Sorbonne Université/Université de Paris)


Auteur correspondant : Niall Jeffrey
Contact communication : L’équipe de communication