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Le grand relevé SDSS publie un nouveau catalogue du ciel profond

publié le , mis à jour le

Aujourd’hui, le grand relevé numérique du ciel Sloan (SDSSIII) rend publique son douzième et dernier catalogue DR12. Il contient plus de 100 Terabytes de données, notamment les mesures des propriétés de presque un demi-milliard d’étoiles et galaxies, ce qui en fait une des bases de données les plus grandes et les plus riches dans l’histoire de l’astronomie.

"La caractéristique la plus stupéfiante du SDSS est l’ampleur des recherches révolutionnaires qu’il permet," dit Daniel Eisenstein du Centre de Harvard-Smithsonian pour l’Astrophysique, le Directeur de SDSS-III. "Nous avons recherché des planètes autour des étoiles voisines, avons exploré l’histoire de notre Voie lactée et avons mesuré neuf milliards d’années de l’expansion accélérée de notre Univers."

Après une décennie de conception et de construction, le SDSS a commencé à dresser la carte du cosmos en 1998, en utilisant le télescope de 2,5 mètres de la Sloan Foundation, situé à l’Observatoire Apache Point au Nouveau-Mexique. Chaque phase du projet a utilisé ce télescope, équipé d’une succession de puissants instruments, pour un ensemble distinct de relevés astronomiques. SDSS-III a commencé ses observations en Juillet 2008 et a achevé son programme de 45 millions de dollars en Juin 2014. La collaboration SDSS-III comprend 51 institutions membres et un millier de scientifiques du monde entier.

SDSS-III a consacré la plupart de ses 2000 nuits d’observation à des mesures de spectres : passer la lumière des étoiles et des galaxies individuelles à travers un spectrographe à fibre optique, qui décompose la lumière dans les différentes longueurs d’onde, un peu comme un prisme sépare la lumière dans les couleurs de l’arc en ciel. "Pour chaque objet que nous observons, nous sommes en train de mesurer plusieurs milliers intensités lumineuses à différentes longueurs d’onde », explique Jon Holtzman du l’Université d’état du Nouveau-Mexique, qui exploite l’Observatoire au nom du consortium. "Nous pouvons alors choisir la lumière produite par les différents types d’atomes et de molécules, ce qui nous permet de mesurer les mouvements et les compositions chimiques des étoiles et des galaxies."
« Cartographier les éléments dans une étoile est comme lire son ADN », explique Steve Majewski de l’Université de Virginie. « Nous utilisons ces lectures d’ADN pour décoder l’histoire de la Voie Lactée des étoiles que nous pouvons observer aujourd’hui."
Majewski est le chercheur principal de APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), un des quatre relevés qui composent SDSS-III. En regardant dans les longueurs d’onde proche infrarouge, APOGEE a cartographié la distribution de 15 éléments chimiques distincts dans plus de 100 000 étoiles, sonder toutes les régions de la Voie Lactée, l’infrarouge permettant de voir même à travers les nuages de poussières obscurcissant. "C’est une énorme quantité d’informations", dit Majewski, "et chaque élément révèle une intrigue secondaire différente dans le scénario d’évolution galactique. Parfois, les interactions entre les personnages sont assez surprenant !"

En plus de ces mesures élémentaires de APOGEE, SDSS DR12 offre la première version publique de données MARVELS (Multi-Object APO Radial Velocity Exoplanet Survey). MARVELS a effectué des mesures répétées de 3000 étoiles pour détecter les mouvements de va-et-vient qui pourraient révéler des planètes en orbite autour de ces étoiles, explique le chercheur principal du projet, Ge Jian de l’Université de Floride. "MARVELS est la première étude à grande échelle pour mesurer ces petits mouvements pour des dizaines d’étoiles simultanément », explique Ge, "ce qui signifie que nous pouvons sonder et caractériser la population complète des exo-planètes géantes d’une manière qui n’étaient pas possibles auparavant."

DR12 présente également des cartes en 3 dimensions de la structure cosmique tracées par les galaxies et l’hydrogène intergalactique du relevé spectroscopique Baryon Oscillation Spectroscopic survey (BOSS). "Avec ces cartes, nous avons détecté les empreintes fossiles des ondes sonores qui remplissaient l’univers pendant le premier demi-million d’années après le Big Bang", a expliqué le responsable de BOSS David Schlegel du Lawrence Berkeley National Laboratory.

L’équipe de BOSS utilise ces empreintes pour retracer l’expansion de l’univers dans neuf milliards d’années de l’histoire cosmique, avec une précision inégalée. Leur analyse finale, prévue plus tard cette année, "fournira des tests encore plus fort pour valider les théories de l’énergie noire et l’accélération de l’univers », selon David Schlegel.

Le relevé SEGUE (’Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration) commencé lors du relevé précédent SDSS-II et achevé avec le SDSS-III, a mesuré des spectres de lumière visible de plus de 250 000 étoiles de la Voie Lactée. Avec autant d’étoiles, SEGUE nous donne une grande carte de la structure de la galaxie externe », explique Constance Rockosi de l’Université de Californie à Santa Cruz, qui a dirigé la composante SDSS-III de SEGUE." En combinaison avec le point de vue beaucoup plus détaillée de la galaxie intérieure de APOGEE, nous obtenons une image véritablement holistique de la Voie Lactée ".

Cette publication alimentera les études du cosmos pour les années à venir, et met toute la puissance de la SDSS-III dans les mains du public. "Une des décisions les plus importantes que nous avons faites au début du projet SDSS était que nous allions publier toutes nos données, afin que chacun puisse les utiliser," dit Alex Szalay de l’Université Johns Hopkins, qui a développé des interfaces en ligne puissants, qui permet à la plupart des astronomes et même au grand public d’accéder aux données SDSS. "Aujourd’hui, nous entendons parler de Big Data à gauche et à droite. Le SDSS a lancé ce sujet des années avant même que ce terme existe."

Le relevé Sloan se poursuit à pleine vitesse avec SDSS-IV, qui a débuté en Juillet 2014, sa mission de six ans a pour but d’étudier la cosmologie, les galaxies, et la Voie Lactée. « Franchir la ligne d’arrivée DR12 est un accomplissement énorme pour des centaines de gens », dit Eisenstein. "Mais l’univers est grand. Il y a beaucoup plus à observer."

Plusieurs laboratoires français ont participé à ce travail, en particulier l’APC, le CPPM, le LPNHE (CNRS-IN2P3), l’IAP, le LAM, l’Institut UTINAM (CNRS-INSU) et le CEA.


Cette photo est extraite d’une animation de l’Univers vu par le SDSS. Elle montre une vue d’artiste de notre galaxie. Chaque petit point blanc représente une étoile parmi les centaines de milliers observées par le relevé SDSS.

Image credits : Dana Berry / SkyWorks Digital, Inc. and Jonathan Bird (Vanderbilt University)

Contact  : Annie Robin – annie.robin chez utinam.cnrs.fr – Tél : 03 81 66 69 41

Lien vers le communiqué du SDSS
Entretien d’Annie Robin sur "Radio campus" (Université de Franche-Comté)