500 000 galaxies et quasars : la première carte du ciel entier

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Au Chili, sur le télescope du Pont de l’observatoire de Las Campanas, un plateau robotisé repositionne ses fibres optiques entre deux poses. Chaque fibre avale la lumière d’un objet lointain et la conduit vers un spectrographe qui l’étale en un ruban strié de raies. Répétez l’opération des dizaines de milliers de fois, ajoutez le jumeau installé au Nouveau-Mexique, et la carte se remplit. Elle vient d’être publiée.

La vingtième livraison de données du relevé Sloan (DR20) met en ligne plus de 3 millions de spectres optiques : 1,5 million d’étoiles, et un demi-million de galaxies et de quasars. C’est la première fois que le programme couvre le ciel entier en spectroscopie optique, parce que ses spectrographes BOSS observent désormais aussi depuis l’hémisphère sud, et plus seulement depuis le Nouveau-Mexique.

Pourquoi une image ne suffit pas

Sur une image, un quasar ressemble à une étoile : un point. Le spectre, lui, décompose sa lumière longueur d’onde par longueur d’onde et fait apparaître des raies d’émission très larges, signature du gaz qui tournoie à des milliers de kilomètres par seconde autour d’un objet compact. C’est cette largeur qui trahit la masse ; c’est le décalage des mêmes raies vers le rouge qui donne la distance. Sans spectre, on tient un point lumineux. Avec un spectre, on tient un trou noir supermassif pesé et daté. C’est aussi la raison d’être du volet SPIDERS, qui apparie ces spectres aux détections du télescope à rayons X eROSITA : le X signale qu’il se passe quelque chose de violent, l’optique dit quoi, et à quelle distance.

Un demi-million contre un

Notre galaxie, elle, n’en compte qu’un. Sagittarius A*, environ quatre millions de masses solaires, tapi au centre de la Voie lactée et photographié en 2022. Un seul, pour des centaines de milliards d’étoiles. Nous avons rapporté les chiffres de DR20 les uns aux autres : sur les plus de 3 millions de spectres livrés, environ un sur six vise une galaxie ou un quasar, et les quelque 200 000 cibles en rayons X identifiées représentent près de 40 % de ce demi-million extragalactique. Autrement dit : un demi-million de fiches d’un côté, une seule de l’autre.

L’intérêt n’est pas la collection, il est statistique. Avec un échantillon de cette taille et de cette uniformité, l’article de description et le communiqué du programme permettent de suivre la croissance des trous noirs à travers le temps cosmique, et de constater que 70 % à 90 % de cette croissance s’est faite derrière d’épais voiles de poussière et de gaz. Les données sont publiques, comme le sont les archives géologiques : les traces de plutonium lues dans une croûte océanique se comptent, elles aussi, longtemps après avoir été déposées. Inventorier d’abord, comprendre ensuite.

Article créé en collaboration avec l’IA.