La plus grande carte dynamique de l’Univers : le milliard d’années-lumière enfin atteint !

Voilà cinq ans, notre supercontinent de galaxies, appelé Laniakea, était révélé grâce à l’étude des mouvements de galaxies : les flux cosmiques. Ainsi notre Univers proche était-il cartographié de manière précise mais surtout dynamique. Depuis cette découverte, l’exploration de notre environnement immédiat cosmique était en panne de percée, impossible de voir au-delà de Laniakea. En effet, plus les galaxies sont distantes, plus les erreurs des mesures tendent à empêcher les astrophysiciens de retrouver précisément les positions des galaxies dans l’Univers. Or, sans cartographie précise, il n’est pas possible de calculer les grands flux cosmiques cohérents ni de comprendre les grandes régions de matière noire qui engendrent ces mouvements. La compréhension de cette matière invisible est l’une des deux grandes questions à élucider au 21e siècle pour les cosmologues. L’autre question brûlante concerne l’expansion de l’espace : la distance entre les galaxies ne cesse d’augmenter, et ce de plus en plus vite. Pour quelle raison ? Une mystérieuse énergie sombre pourrait l’expliquer.

Dans l’objectif de fournir une carte de l’Univers toujours plus précise et d’apporter des éléments de réponse à ces deux grandes énigmes, l’équipe d’astrophysiciens, emmenée par Hélène Courtois, chercheure Université Lyon 1 à l’Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL, Université Lyon 1/CNRS), observe chaque année davantage de galaxies grâce aux télescopes géants en Australie, aux USA, en France, etc. Avec au commencement du projet, seulement 2 000 galaxies observées en 2008, puis 8 000 en 2014, ce chiffre s’élevait à 18 000 en 2016 et continue encore d’augmenter. Bien que ces données soient publiquement distribuées à toutes les autres équipes en compétition mondiale, au bout de trois ans,  aucun consortium ne réussissait encore à calculer la cohérence des mouvements des grands continents de galaxies.

Un jeune doctorant lyonnais lance alors l’idée de modéliser les données en amont plutôt que de les analyser a posteriori, et répéter l’analyse des milliers de fois afin d’explorer toutes les erreurs systématiques qui faussent les mesures. Une nouvelle méthodologie made in France est née. Elle nous donne à contempler des cartes de 1/45e de l’Univers observable ! Les nouveaux continents découverts tels qu’Apus, Pisces-Cetus, Telescopium, Lepus, Shapley, Hercules, rejoignent la liste du seul continent précédemment cartographié : Laniakea (voir figure 1).

Les lecteurs peuvent explorer leur univers en zoomant et tournoyant dans la carte interactive disponible ici :

Référence de l’article :
The peculiar velocity field up to z ∼ 0.05 by forward-modeling Cosmicflows-3 data R Graziani, H M Courtois, G Lavaux, Y Hoffman, R B Tully, Y Copin, D Pomarède Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stz078, 16 January 2019
https://doi.org/10.1093/mnras/stz078

Source : cnrs