A la chasse de l'énergie noire.

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La "Dark Energy Camera" (DECam) vient de prendre ses premières images de galaxies lointaines. Cet appareil photographique numérique, qui commence tout juste sa phase de test, est le plus puissant au monde jamais réalisé pour cartographier le ciel. Il est le résultat de huit années de préparations et constructions par une équipe de scientifiques, d'ingénieurs et de techniciens de plusieurs continents, dans le cadre d'une collaboration née en 2004 : la "Dark Energy Survey" (DES). Actuellement dans sa période de test, l'appareil devrait pouvoir nous renseigner sur l'un des plus grands mystères actuels de la physique : pourquoi l'expansion de l'univers est en accélération.

Zoom sur une image prise par la Dark Energy Camera de l'amas de galaxies Fornax, qui se situe à environ 60 millions d'années lumière de la TerreCrédits : Dark Energy Survey Collaboration

Depuis la découverte en 1998 de ce phénomène par deux équipes internationales [1], les cosmologues et les physiciens théoriciens cherchent à en expliquer la raison. En effet, selon la théorie Générale de la Relativité d'Einstein, la gravité devrait entraîner un ralentissement de l'expansion de l'Univers.

L'explication la plus simple à ce phénomène serait de considérer l'existence dans l'Univers d'une forme d'énergie, "l'énergie noire", dont la pression serait négative et qui se comporterait ainsi comme une force gravitationnelle répulsive. Si tel est le cas, l'énergie noire constituerait 75% de l'Univers ! Cependant la nature de cette énergie nous est inconnue et sa détection directe n'est à l'heure actuelle pas envisageable. S'il s'avère que cette forme d'énergie n'existe pas, alors il faudrait reconsidérer la théorie de la gravité d'Einstein avec une nouvelle théorie à l'échelle cosmique pour être en mesure d'expliquer le phénomène.

La DES s'est donc donné pour objectif de percer le mystère de l'énergie noire, en mesurant avec une extrême précision l'histoire des 14 milliards d'années d'expansion cosmique de l'Univers. La collaboration implique ainsi plus de 120 scientifiques et 23 Institutions de Recherche et Universités issues des Etats-Unis, du Brésil, du Royaume-Uni, d'Espagne et d'Allemagne. La DECam est la réalisation principale du projet. Sa construction a impliqué 129 entreprises aux Etats-Unis, ainsi qu'une demi-douzaine d'entreprises à l'étranger. L'appareil possède une sensibilité extrême, avec une excellente résolution de 570 Mégapixels, particulièrement sensible aux longueurs d'onde de la partie rouge du spectre visible et proche infrarouge. Il a récemment été monté sur le télescope de quatre mètres "Blanco" au sein du "Cerro Tololo Inter-American Observatory" qui se trouve au sommet d'une montagne des Andes du Chili. Par ailleurs, la DECam possède une largeur de champ remarquable : une seule image peut enregistrer une portion de ciel de vingt fois la taille de la Lune telle qu'elle apparaît vue de la Terre. La machine, actuellement en phase de test, devrait pouvoir ainsi sonder une large zone du ciel austral, équivalent au quart du ciel austral durant les cinq prochaines années.

Zoom sur une image prise par la Dark Energy Camera de la Galaxie spirale barrée NGC 1365, appartenant à l'amas de galaxies Fornax, qui se situe à environ 60 millions d'années lumière de la TerreCrédits : Dark Energy Survey Collaboration

La rencontre annuelle de la DES se déroulera cette année au "Mitchell Institute for Fundamental Physics & Astronomy" à l'université du Texas A&M, du 10 au 14 décembre 2012. Ce sera l'occasion de réunir tous les partenaires et de dresser un premier bilan de la phase de test de la DECam. Tous les renseignements concernant cette rencontre se trouvent en ligne : http://des.tamu.edu. Cette année trois scientifiques français ont été invités pour apporter leur expertise [2]. En effet, la DES a beaucoup appris d'une précédente étude, en partie menée par des astronomes français, la "Canada France Hawaï Telescope Legacy Survey" (HTLS). Il est donc très probable que la France trouve sa place dans la collaboration DES dans un futur proche.

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[1] Les deux équipes sont le "Supernova Cosmology Project" mené par Saul Perlmutter et le "High-Z supernovae search team" mené par Brian Schmidt. Le prix Nobel de Physique 2011 leur a été décerné , conjointement avec Adam Riess, membre du "High-Z supernovae search team".

[2] Il s'agit de Yannick Mellier (leader du projet Euclid, Institut d'Astrophysique de Paris, Observatoire de Paris/LERMA), Julien Guy (Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules, membre du Paris SuperNova Cosmology Group, Super Nova Legacy Survey) et Nicolas Regnault (Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules, Super Nova Legacy Survey).

- Site de la collaboration "Dark Energy Survey" :http://www.darkenergysurvey.org/
- Divers renseignements sur la DES : https://des.fnal.gov/
- Programme de la DES :https://www.darkenergysurvey.org/reports/proposal-standalone.pdf
- Page sur la "Dark Energy Camera" :http://www.darkenergysurvey.org/DECam/camera.shtml
- Page d'accueil de la rencontre annuelle de la DES, prévue en décembre 2012 :http://des.tamu.edu
- Page Wikipédia de la DES :http://en.wikipedia.org/wiki/The_Dark_Energy_Survey
- Images de la DECam : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/BNYjk
- Articles de Symmetry Magazine donnant un bon récapitulatif des principaux éléments de la DECam par les différentes institutions participantes :
* http://www.symmetrymagazine.org/cms/?pid=1000880
* http://redirectix.bulletins-electroniques.com/835Fk
- Site officiel du télescope Blanco :http://www.ctio.noao.edu/telescopes/4m/base4m.html
- Page d'accueil du Cerro Tololo Inter-American Observatory :http://www.ctio.noao.edu/noao/
- Page d'accueil du Fermi Lab : http://www.fnal.gov/
- Page d'accueil du Lawrence Berkeley National Lab : http://www.lbl.gov/
- Page d'accueil de l' Institut d'Estudis Espacials de Catalunya :http://www.ieec.fcr.es/
- Page d'accueil de l'Institut de Fisica d'Altes Energies : http://www.ifae.es/
- Page d'accueil du National Optical Astronomy Observatory :http://www.noao.edu/
- Page d'accueil de la "Canada France Hawaii Telescope Legacy Survey" :http://www.cfht.hawaii.edu/Science/CFHLS/

Code brève
ADIT : 71094

Sources :

- Site de la collaboration "Dark Energy Survey" : http://www.darkenergysurvey.org/
- Sites partenaires listés ci-dessus

Rédacteurs :

- Catherine Marais, Attaché scientifique adjoint, deputy-phys.mst@consulfrance-houston.org ;
- Retrouvez toutes nos activités sur http://france-science.org.