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Accueil > Recherche > Les Axes et Activités de Recherche > Expériences et Modélisation en Astroparticules (EMA) > LSST

La Science avec LSST : des astéroïdes à la cosmologie observationnelle !

publié le , mis à jour le

Les questions scientifiques que le projet LSST abordera sont fondamentales : Quelle est la mystérieuse énergie sombre à l’origine de l’accélération de l’expansion cosmique ? Quelle est la matière sombre, comment est-elle distribuée, et comment ses propriétés affectent-elles la formation des étoiles, des galaxies et des structures à plus grande échelle ? Comment s’est formée la Voie Lactée, et comment sa configuration actuelle a-t-elle été modifiée par fusion avec de plus petites structures au fil du temps cosmique ? Quelle est la nature des régions extérieures du système solaire ? Est-il possible d’établir un inventaire complet des petits corps du système solaire, en particulier les astéroïdes potentiellement dangereux qui pourraient un jour percuter la Terre ? Y a-t-il de nouveaux phénomènes exotiques et explosifs dans l’univers qui n’ont pas encore été découverts ?

Vue d’artiste du LSST et d’un fond de ciel (Crédit : lsst.org)

Bien que ces questions soient fondamentales, l’idée sur laquelle s’appuie la conception du projet LSST est remarquablement simple : mener une cartographie profonde du ciel sur une zone immense ; procéder à une fréquence permettant une prise d’images répétée de chaque partie du ciel visible toutes les quatre nuits environ, sur plusieurs bandes ou sur des segments du spectre électromagnétique ; et poursuivre dans ce mode pendant dix ans.

Le résultat consistera en des catalogues astronomiques des milliers de fois plus étendus que ceux qui auront été précédemment compilés, contenant les données nécessaires pour commencer à chercher des réponses.

l serait impossible d’énumérer tous les projets de recherche que les données LSST permettront. Nous en énumérons cependant quelques-uns pour donner un aperçu, en les organisant sur les quatre thèmes scientifiques à l’origine de la conception de LSST (bien que certains recouvrent plus d’un thème).

La nature de la matière noire et la compréhension de ce qu’est l’énergie sombre

Le LSST sera capable de sonder la nature de la matière et de l’énergie sombres à l’aide de plusieurs milliards de galaxies, en utilisant toute une variété de méthodes pour permettre la vérification croisée des résultats. En cartographiant les galaxies à travers le temps et l’espace, en cataloguant leurs masses et en étudiant leur influence sur la distorsion de l’espace-temps, le LSST rendra possibles de nouvelles approches d’analyse.

D’un intérêt particulier sont le comportement dynamique de l’énergie-sombre – comment elle se comporte avec le temps cosmique ou avec décalage vers le rouge (redshift) - et l’influence de la matière sombre sur le développement des structures à l’échelle cosmique.

Cataloguer le système solaire

La capacité de découverte sans précédent du LSST permettra un pas de géant dans les études du système solaire. Elle permettra de mesurer les propriétés de plusieurs millions d’objets en mouvement (10 à 100 fois plus d’objets que ceux qui sont actuellement connus), avec des informations sur leur orbite, couleur et variabilité.

Parmi les objets que le LSST découvrira se trouveront des objets géocroiseurs (NEO), son imagerie supérieure lui permettant de découvrir des astéroïdes aussi petits que 140 mètres de diamètre, et de voir aussi loin que la ceinture principale d’astéroïdes.

Selon la stratégie de survey choisie, le LSST pourra détecter entre 60 et 90% de tous les astéroïdes potentiellement dangereux (PHA) de plus de 140 mètres de diamètre. Avec ces mesures beaucoup plus détaillées du statut actuel des petits corps de notre système solaire, nous pourrons développer de nouvelles approches sur la façon dont les planètes se forment et mieux comprendre comment notre système solaire a évolué au cours de son histoire.

Explorer le ciel changeant

Le LSST va révolutionner l’étude de la façon dont les objets astronomiques varient dans le temps. En saisissant de façon répétée des images de l’ensemble du ciel nocturne, à une très grande distance et avec une excellente qualité d’image, il va fournir de nouvelles informations sur les types connus d’étoiles variables et les explosions cosmiques, ainsi que sur une toute nouvelle classe d’événements transitoires.

Dans la minute qui suivra chaque changement dans le ciel, le LSST générera une alerte (une notification qu’un changement a eu lieu), permettant à la communauté scientifique de répondre et de capturer les événements avant qu’ils ne disparaissent de façon irrémédiable.

Structure et formation de la Voie Lactée

Le recueil gigantesque et exceptionnellement précis de données par le LSST nous permettra de répondre à certaines questions fondamentales concernant notre propre galaxie, la Voie Lactée. Le LSST explorera au moins la moitié du ciel et fera des centaines d’observations de chaque zone soumise à l’étude.

En un seul passage de la totalité de la zone céleste, il sera possible de cartographier plus de 10 fois le volume des surveys passées. Regroupé au fil du temps, cet ensemble d’observations fournira des indications sur les mouvements de millions d’étoiles de la Voie Lactée.

Une fois superposés, ces ensembles d’observations fourniront une carte équivalant à plus de 1000 fois le volume des surveys précédents, cataloguant les couleurs et les luminosités de milliards de nouvelles étoiles.

Article original : http://www.lsst.org

Pour en savoir plus :

- Site officiel de la collaboration LSST France
- Page LSST du site LUPM
- La France s’engage dans l’expérience LSST