Nous entrons dans une nouvelle ère d'exploration cosmique. Le nouvel observatoire Vera C Rubin au Chili transformera l'astronomie avec sa capacité extraordinaire à cartographier l'univers dans des détails à couper le souffle. Il devrait révéler des secrets auparavant au-delà de notre portée. Ici, nous nous plongeons dans les premières images prises par le télescope de Rubin et ce qu'elles nous montrent déjà.
Ces images mettent en valeur le pouvoir sans précédent que Rubin utilisera pour révolutionner l'astronomie et notre compréhension de l'univers. Rubin est vraiment transformateur, grâce à sa combinaison unique de sensibilité, d'une vaste couverture du ciel et d'une qualité d'image exceptionnelle.
Ces images démontrent puissamment ces attributs. Ils révèlent non seulement des objets brillants en détail exquis mais aussi des structures faibles, à la fois près et éloignées, à travers une grande zone de ciel.
Cosmic Nurseries – Nebule en détail
Les superbes nuages roses et bleus de cette image sont le lagon (en bas à gauche) et les nébuleuses trifid (supérieur droit). Le mot nébuleux vient du latin pour les nuages, et ces nuages géants sont vraiment énormes – si vastes il faut des décennies en lumière pour les voyager. Ce sont des pépinières stellaires, les sites de naissance mêmes pour la prochaine génération d'étoiles et de planètes dans notre galaxie de la Voie lactée.
Le rayonnement intense des jeunes étoiles chaudes dynamise les particules de gaz, les faisant briller rose. Plus loin de ces étoiles naissantes, les régions plus froides sont constituées de grains de poussière microscopique. Ceux-ci reflètent la lumière des étoiles (un processus connu dans l'astronomie sous le nom de «diffusion»), tout comme notre atmosphère, créant les belles tonnes bleues. Les filaments plus sombres à l'intérieur sont des régions de poussière beaucoup plus denses, obscurcissant toutes les étoiles de fond sauf les plus brillantes.
Pour détecter ces couleurs, les astronomes utilisent des filtres sur leurs instruments, ne permettant que certaines longueurs d'onde de lumière sur les détecteurs. Rubin a six de ces filtres, passant de courtes longueurs d'onde ultraviolet (UV) à travers le spectre visible à une lumière proche infrarouge proche. La combinaison d'informations de ces différents filtres permet des mesures détaillées des propriétés des étoiles et du gaz, telles que leur température et leur taille.
La vitesse de Rubin – sa capacité à prendre une image avec un filtre, puis à passer rapidement à la suivante – combinée avec la zone du ciel, il peut voir à tout moment, ce qui le rend si unique et si excitant. Le niveau de détail, révélant les structures les plus belles et les plus faibles, lui permettra de cartographier la sous-structure et les galaxies satellites de la Voie lactée comme jamais auparavant.
Cartographie des galaxies sur des milliards d'années-lumière
Les images des galaxies démontrent puissamment l'échelle à laquelle l'Observatoire Rubin mlongera l'univers au-delà de notre propre voie lactée. Les grandes galaxies visibles ici (comme les deux galaxies brillantes en forme de spirale visible dans le quart inférieur droit de l'image ci-dessus) appartiennent à l'amas de la Vierge, une structure géante contenant plus de 1 000 galaxies, contenant chacune des milliards de milliards de milliards d'étoiles.
Cette image présente magnifiquement l'énorme diversité des formes, tailles et couleurs des galaxies dans notre univers révélées par Rubin dans leur gloire technicolore complète. À l'intérieur de ces galaxies, des points brillants sont visibles – ce sont des régions de formation d'étoiles, tout comme la lagune et les nébuleuses trifides, mais remarquablement, ce sont des millions d'années-lumière de nous.
L'image fixe ne capture que 2% de la zone d'une image Rubin complète, révélant un univers qui regorge de corps célestes. L'image complète, qui contient environ 10 millions de galaxies, aurait besoin de plusieurs centaines d'écrans de télévision à ultra-haute définition à afficher dans tous ses détails. À la fin de son enquête sur 10 ans, Rubin cataloguera les propriétés de quelque 20 milliards de galaxies, leurs couleurs et emplacements dans le ciel, contenant des informations sur des composantes encore plus mystérieuses de notre univers, comme la matière noire et l'énergie noire. La matière noire constitue la majeure partie de la matière dans le cosmos, mais ne reflète pas ou n'émet pas de lumière. L'énergie noire semble être responsable de l'accélération de l'expansion de l'univers.
Le rôle du Royaume-Uni
Ces nombres insondables exigent le traitement des données à une toute nouvelle échelle. Découvrir de nouvelles découvertes de ces données nécessite un effort de collaboration géant, dans lequel l'astronomie britannique joue un rôle majeur. Le Royaume-Uni traitera environ 1,5 million d'images Rubin et héberge l'un des trois centres internationaux d'accès aux données pour le projet, offrant aux scientifiques du monde entier accès aux vastes données Rubin. Ici à l'Université de Southampton, nous dirigeons deux contributions critiques de développement logiciel à Rubin.
Le premier est la capacité de combiner les images Rubin avec celles à des longueurs d'onde infrarouges plus longues. Cela étend les couleurs que Rubin voit, fournissant des informations de diagnostic clés sur les propriétés des étoiles et des galaxies. Deuxièmement, le logiciel qui liera les observations Rubin à un autre nouvel instrument appelé 4 plus, bientôt installé au télescope Vista au Chili.
Une partie du travail de la plupart consistera à prendre de la prise en vue et à classer les «sources» ou des objets « en évolution rapide dans le ciel qui a été découvert par Rubin. Un de ces types de source en évolution rapide est une explosion stellaire connue sous le nom de supernova. Nous nous attendons à avoir catalogué plus d'explosions de supernova en seulement deux ans que jamais auparavant. Nos contributions au projet Rubin conduiront donc à une compréhension totalement nouvelle de la façon dont les étoiles et les galaxies de notre univers vivent et meurent, offrant un aperçu sans précédent du grand cycle cosmique.
L'observatoire Rubin n'est pas seulement un nouveau télescope – c'est une nouvelle paire d'yeux sur l'univers, révélant le cosmos dans des détails sans précédent. Un trésor de découvertes vous attend, mais les plus intéressants parmi eux seront les secrets cachés de l'univers que nous devons encore contempler. Les premières images de Rubin ont été une démonstration spectaculaire de l'immensité de l'univers. Que pourrions-nous trouver dans cet ensemble de données gargantuesque du Cosmos alors que le film ultime timelapse de notre univers se déroule?
