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La plus grande image du ciel jamais faite

À l’occasion de la réunion annuelle de la Société Américaine d’Astronomie qui se tient à Seattle depuis le 10 janvier, la collaboration Sloan Digital Sky Survey-III, qui regroupe notamment des chercheurs du CNRS (IN2P3 et INSU) [1] et du CEA/Irfu [2] , vient de mettre à la disposition de la communauté scientifique internationale le plus grand relevé du ciel jamais effectué. Il a permis de construire une image et un catalogue de sources d’une grande partie du ciel en cinq couleurs et d’une qualité sans précédent (couverture du ciel, profondeur, précision de la mesure des luminosités).

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L’abondance d’informations fournies par l’image du SDSS-III à différentes échelles
L’image en haut à gauche montre la vue du SDSS-III d’une petite partie du ciel centrée sur la galaxie voisine Messier 33 (M33). L’image du milieu est un agrandissement supplémentaire sur M33 montrant les bras spiraux de la galaxie, ainsi que les régions de formation stellaire intense appelées "régions HII" taches apparaissant comme des taches bleues. L’image en haut à droite est une zoom supplémentaire sur l’objet NGC 604 qui est l’une des plus grandes régions HII de la galaxie M33.
La figure en bas est une carte de l’ensemble du ciel dérivée de l’image du SDSS-III, séparée entre les hémisphères nord et sud de notre Galaxie. On voit sur la carte les amas et les filaments de galaxies qui sont les structures les plus grandes de tout l’univers.

Ce catalogue fait l’objet d’une publication [3] . Il contient environ 470 millions d’objets (galaxies, étoiles, quasars…).

De la même manière que le prestigieux relevé du ciel Palomar Sky Survey des années 1950, ce nouveau relevé devrait être la référence des observateurs pour de nombreuses années à venir. Il permettra aux astronomes de trouver dans le ciel les objets qui leur serviront à appréhender un grand nombre de questions astronomiques restées sans réponse jusqu’à maintenant.
Ce relevé a pu être effectué grâce à l’installation dès 1998 de la caméra numérique la plus puissante au monde sur le télescope de 2,5 m de diamètre de l’observatoire d’Apache Point au Nouveau Mexique (US). Cette caméra a permis d’imager en une dizaine d’années plus du tiers de tout le ciel. Ce relevé étant maintenant terminé, la caméra va rejoindre la collection du musée Smithsonian à Washington.
Cette image est le point de départ d’études spectroscopiques ambitieuses ayant pour but de caractériser des sources extragalactiques sélectionnées grâce à leurs couleurs et d’en faire le spectre à l’aide d’un spectrographe capable d’observer plus de mille objets à la fois. L’une de ces études, SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) c’est-à-dire la ou « recherche spectroscopique des oscillations baryoniques », a débuté depuis il y a plus d’un an et durera cinq ans. Le but en est de mesurer la distance de millions de galaxies et quasars afin de mettre en évidence les structures de l’Univers à grande échelle. Cela donnera de nouveaux éléments pour comprendre la nature de l’énergie noire, le plus grand mystère de la physique actuelle. Une autre partie du relevé servira à définir avec la plus grande précision la structure de notre Galaxie : le catalogue des étoiles du relevé SEGUE-2 (Sloan Extension for Galactic Understanding and Evolution) contient quant à lui les mesures spectroscopiques de 118 000 étoiles à différentes latitudes. Il concerne à la fois des mesures des vitesses des étoiles et des mesures de propriétés intrinsèques (température, luminosité et composition chimique) qui vont permettre de tracer la structure, la dynamique et caractériser l’évolution de la composition chimique de notre Galaxie. On en attend de nouvelles contraintes sur la formation et l’évolution de notre Galaxie, qui est un exemple pratique pour comprendre la formation des galaxies dans l’Univers.
La communauté française est très impliquée dans ces études puisque pas moins de cinq laboratoires français y participent : le laboratoire Astroparticules et Cosmologie (APC, Paris 7), l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP, Paris 6), l’Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers (IRFU, CEA), le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM) et l’Observatoire de Besançon. Les laboratoires français participent à la fois au relevé BOSS et au relevé SEGUE.


Contacts :

Éric Aubourg : Astroparticule et Cosmologie, Université Paris-Diderot, aubourg _at_ apc.univ-paris-diderot.fr

Christophe Yeche : CEA/Irfu, christophe.yeche _at_ cea.fr

Patrick Petitjean : Institut d’Astrophysique de Paris, petitjean _at_ iap.fr

Jean-Paul Kneib : Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, jean-paul.kneib _at_ oamp.fr

Annie Robin : Institut UTINAM-Observatoire des Sciences de l’Univers THETA de Franche-Comté, annie.robin _at_ obs-besancon.fr

IN2P3 : Cristina Cantrel

INSU : Philippe Chauvin

CEA IRFU : Sophie Kerhoas-Cavata

Voir en ligne : Vidéo présentant la partie du ciel observée par le grand relevé SDSS-III


[1IN2P3 : Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS
INSU : Institut national des sciences de l’Univers du CNRS

[2Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers du CEA

[3Aihara et al., The Eighth Data Release of the Sloan Digital Sky Survey : First Data from SDSS-III, arxiv/astro-ph 1101.1559 ; Une description du relevé SDSS-III est publiée à la même occasion : Eisenstein et al., SDSS-III : Massive Spectroscopic Surveys of the Distant Universe, the Milky Way Galaxy, and Extra-Solar Planetary Systems, arxiv/astro-ph 1101.1529. Les données sont disponibles sur http://www.sdss3.org/dr8.