Après seulement sept mois, une énorme équipe de scientifiques qui travaillent avec l’instrument spectroscopique à énergie noire a déjà cartographié une plus grande bande du cosmos que toutes les autres enquêtes 3D combinées. Et comme ils ne sont qu’à 10 % de leur mission de cinq ans, il y a encore beaucoup à venir.
DESI, prononcé comme le nom de Desi Arnaz, a révélé un réseau cosmique spectaculaire de plus de 7,5 millions de galaxies, et il en balayera jusqu’à 40 millions. L’instrument est financé par le département américain de l’énergie et installé au télescope Nicholas U. Mayall de 4 mètres à l’observatoire national de Kitt Peak près de Tucson, en Arizona. Il mesure les distances précises des galaxies par rapport à la Terre et leur lumière émise dans une gamme de longueurs d’onde, atteignant à la fois la quantité et la qualité. Il finira par couvrir quelque 8 000 degrés carrés, soit environ 20 % du ciel. La science acquise grâce à l’analyse des données est encore à venir, mais elle aidera particulièrement les astrophysiciens alors qu’ils enquêtent sur l’expansion de l’univers.
« C’est vraiment une aventure fantastique. Nous avons pu continuer malgré la pandémie. Nous avons dû fermer pendant quelques mois, puis nous nous sommes adaptés », explique Julien Guy, scientifique du projet DESI au Lawrence Berkeley National Laboratory, l’institution chef de file de la collaboration. Désormais, les observations et le traitement des données sont pour la plupart automatisés ; chaque matin, les scientifiques obtiennent des données sur pas moins de 100 000 galaxies collectées pendant la nuit, dit-il.
« C’est incroyable de voir à quel point cet instrument fonctionne bien et à quel point il a été conçu pour aller chercher les distances jusqu’à ces galaxies. C’est une machine incroyablement efficace pour les récolter d’une manière qui, il y a encore deux décennies, aurait été époustouflante », déclare Jason Rhodes, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de Pasadena qui travaille sur des télescopes spatiaux pour cartographier les galaxies dans le univers primitif.
Le Sloan Digital Sky Survey (à gauche) et le Dark Energy Spectroscopic Instrument (à droite) capturent la lumière émise lorsque l’univers avait moins de la moitié de son âge actuel.
Avec l’aimable autorisation de D. Schlegel/Berkeley Lab utilisant les données du DESIDESI se compose en fait de plusieurs appareils installés dans le dôme de 14 étages du télescope. Le plan focal circulaire est positionné près du sommet et est composé de 10 pétales en forme de coin, chacun avec 500 minuscules robots. Ce sont eux qui permettent la cartographie galactique de l’instrument : ces 5 000 moteurs robotiques de la taille d’un crayon positionnent les fibres optiques qui doivent être placées avec précision à moins de 10 microns, soit moins que l’épaisseur d’un cheveu humain. Cela permet à l’instrument de collecter des données précises sur 5 000 galaxies à la fois. Ensuite, le télescope pointe vers une autre zone du ciel nocturne et commence à travailler sur les 5 000 suivants. En revanche, chez l’un des prédécesseurs du DESI, le Sloan Digital Sky Survey, basé sur un télescope du sud du Nouveau-Mexique, les scientifiques devaient percer manuellement des trous dans une plaque d’aluminium circulaire au foyer du télescope pour chaque ensemble de mesures, et ils ont branché peu fibres pour chaque galaxie qu’ils voulaient observer.