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Le ciel en 3D avec le LSST

Perché à à 2715 mètres d’altitude au Chili et doté de la plus grande caméra au monde, le Large Synoptic Survey Telescope (LSST) prendra des clichés du Ciel pendant dix ans à partir de 2019. Les chercheurs espèrent percer le mystère de l'accélération de l'expansion de l'Univers provoquée par l'énergie noire.

Le LSST est installé au Chili à 2715 mètres d'altitude. Les chercheurs utiliseront les observations pour mieux comprendre l'impact de l'énergie noire dans l'expansion de l'Univers.© LSST
 

La première pierre a été posée le 14 avril 2015. Le Large Synoptic Survey Telescope (LSST), qui toisera à 2715 mètres d'altitude les reliefs chiliens, photographiera le cosmos de manière systématique durant dix ans, les premières observations devant débuter dès 2019. Toutes les quatre nuits, chaque portion du ciel sera scrutée. Au fil du temps, les données recueillies serviront à élaborer une carte en trois dimensions de l'Univers. Pour cela, le télescope est doté de la plus grande caméra jamais construite au monde. Contrairement au VLT qui pointe un objet spécifiquement visé, le LSST balayera le Ciel en permanence. Ce projet, dont le coût avoisine 1 milliard de dollars, est l’œuvre de collaborations entre industriels et laboratoires publics et privés internationaux. La France, représentée par l'IN2P3 du CNRS, participe à la construction de la caméra et traitera la moitié des données issues du télescope.

Une supercaméra

Le télescope est innovant non pas par son diamètre – 8,4 mètres – mais par sa caméra de... 3,2 milliards de pixels ! Avec une conception inédite à trois miroirs, elle possède un objectif à grand champ et les photographies seront obtenues à très haute résolution. Une équipe de près de 70 chercheurs, ingénieurs et techniciens de l’IN2P3 participe à sa construction. Ils contribuent notamment aux capteurs d’image et à leur électronique de lecture, au système de changement de filtres et à l’optique. Les images seront prises toutes les 10 à 15 secondes. Au terme du programme, ce sont près de 37 milliards d'objets astronomiques qui auront été observés. 

La caméra à large champ du LSST est dotée de 3,2 milliards de pixels. Les équipes françaises du CNRS participent à sa construction.© LSST

« Big data »

Chaque nuit, environ 2 000 images seront prises, soit plus de 15 téraoctets de données produites et stockées, un volume plus important que celui obtenu avec le LHC. Au bout des dix ans que durera le programme, un volume total de 500 pétaoctets de données aura été récolté, soit suffisamment d’espace pour environ 10 000 000 films en Blu-ray... Le traitement des images sera réparti à parts égales entre deux sites : le National Center for Supercomputing Applications (NCSA) aux États-Unis et le Centre de calcul de l’IN2P3 en France. 

C’est à l'échelle des galaxies que s'effectueront les observations. Actuellement, un million environ sont déjà cartographiées. Avec le LSST, on accèdera à des milliards de galaxies. Ce changement d'échelle permettra de mieux connaître la dynamique et l'évolution de la structure de notre Univers.

Image de l'espace obtenue avec un simulateur de ce que le LSST devrait observer. Le LSST prendra des photographies de galaxies principalement.© LSST

L'énergie noire en question

L'Univers est en expansion et ce de manière accélérée, comme on le sait depuis une quinzaine d'années. Or l’énergie noire, qui pourrait représenter 90 % de l'Univers, en serait le moteur. Elle l’emporterait ainsi sur la force de gravitation : « Les données qui seront fournies par le LSST sont très attendues par les scientifiques qui s’interrogent sur cette énergie noire qui reste pour l’instant encore inconnue », explique Aurélien Barrau, enseignant-chercheur au laboratoire de physique subatomique et de cosmologie de Grenoble (CNRS-IN2P3). 

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