La collaboration DESI achève son relevé initial de galaxies sur cinq ans et poursuit sa traque de la nature de l’énergie noire

La nuit dernière, les 5 000 yeux robotisés du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) se sont orientés vers une portion du ciel proche de la Petite Ourse pour collecter la position de ses galaxies et quasars et ainsi achever l’exploration de toute la zone incluse dans la carte de l’Univers initialement prévue par DESI. Cette étape majeure, terminée en avance sur le calendrier et avec bien plus de données que prévu, démontre les performances incroyables de l’instrument et le succès du projet, aussi bien d’un point de vue technique que scientifique. 

« La prise de données de DESI sur cinq ans a été remarquablement réussie », déclare Michael Levi, directeur de DESI et scientifique au Berkeley Lab. « L’instrument a dépassé nos attentes. Les résultats sont  incroyablement enthousiasmants. L’ampleur de la carte, ainsi que la rapidité avec laquelle nous avons pu la réaliser, sont phénoménales. Nous allons célébrer l’achèvement de l’étude initiale, puis nous atteler à l’analyse des données, car nous sommes tous curieux de découvrir quelles nouvelles surprises nous attendent. »

Traquer la nature de l'énergie noire                                                                                        

En l’espace de cinq ans, DESI a recueilli six fois plus de galaxies et de quasars que tous les relevés du ciel des générations précédentes. Les chercheurs et chercheuses ont ainsi pu établir la plus grande carte tridimensionnelle haute résolution de l’Univers jamais réalisée afin d’étudier l’influence de l’énergie noire sur la répartition des galaxies. Cette énergie noire serait responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers et représente aujourd’hui environ 70% de son contenu.     

En comparant la manière dont les galaxies étaient regroupées dans le passé avec leur répartition aujourd’hui, les scientifiques ont retracé l’influence de l’énergie noire sur 11 milliards d’années d’histoire cosmique. Des résultats surprenants, obtenus à partir des trois premières années de données de DESI, laissent penser que l’énergie noire — autrefois considérée comme une « constante cosmologique » — pourrait en fait évoluer au fil du temps. Avec l’ensemble complet des données couvrant cinq années, les chercheurs et chercheuses disposeront de beaucoup plus d’informations pour vérifier si cet indice est voué à disparaître ou à se renforcer. S’il est confirmé, cela marquerait un changement majeur dans notre manière de comprendre l’Univers et son destin potentiel, qui dépend de l’équilibre entre la matière et l’énergie noire.

Les équipes impliquées au CNRS

Les équipes de recherche du CNRS ont joué plusieurs rôles-clés dans l’obtention des résultats avec un an de données et sont également fortement impliqués dans les analyses avec trois ans de données. Plusieurs publications sont attendues d’ici la fin de l’année. Par ailleurs, la collaboration s'apprête à commencer à traiter l’ensemble de données collectées par DESI pendant cinq ans, les nouveaux résultats sur l’énergie noire étant attendus en 2027. 

• Au LPNHE, les contributions du groupe mené par Pauline Zarrouk, responsable du projet DESI pour CNRS Nucléaire et Particules, s’étendent de la conception et la validation du relevé de galaxies lumineuses les plus proches de nous à l’exploitation scientifique des données pour apporter les meilleures contraintes sur la nature de l’énergie noire, mais également sur les tests de la gravité aux échelles cosmologiques (voir l’actualité du 20 novembre 2024). Cet effort est poursuivi avec l’analyse en cours des données du relevé de galaxies les plus proches collectées pendant trois ans au moyen de nouvelles méthodes qui permettraient d'améliorer d’un facteur deux la précision sur les propriétés de l'énergie noire.
• Au CPPM, Julian Bautista est co-responsable du groupe de travail de DESI sur la cosmologie avec les vitesses propres des galaxies de DESI. La mesure directe des vitesses des galaxies permet d’améliorer notre connaissance sur la gravité aux échelles cosmologiques dans l’Univers proche. En décembre 2025, le groupe de travail a publié un ensemble de sept articles sur les résultats obtenus avec la première année d’observations et se prépare actuellement pour analyser la totalité de DESI, en collaboration avec des scientifiques du LPCA et du LPNHE. 

• De plus, Alice Pisani dirige l'activité des vides cosmiques, dans le cadre de son ERC COSMOBEST (COSMOlogy Beyond Standard Techniques: a program to exploit cosmic voids for precision cosmology) dédiée à extraire des contraintes cosmologiques grâce aux vides observés par les sondages modernes. 

• Au LAM, Matthew Pieri a été co-responsable de l’analyse sur la distribution du gaz intergalactique tracé par la lumière de quasars lointains pour comprendre les processus astrophysiques liés à la formation des galaxies et du gaz qui les entoure. Sept articles basés sur les trois premières années d'observations ont été publiés par le groupe de travail analysant la lumière émise par ces quasars les plus lointains afin de tester le modèle cosmologique et la nature de l’énergie noire.

• Eric Jullo est membre du groupe qui combine les observations de DESI avec les relevés de lentilles gravitationnelles obtenus par d'autres collaborations. Dans un article publié en décembre 2025, DESI confirme le désaccord sur la quantité de matière mesurée dans l'univers proche et dans l'univers lointain.

  

Des observations qui se poursuivent

DESI va poursuivre ses observations jusqu’en 2028. Il va ainsi étendre sa carte d’environ 20 %, passant de 14 000 degrés carrés à 17 000 degrés carrés (à titre de comparaison, l’ensemble du ciel en compte plus de 41 000). Cette carte étendue inclura des régions du ciel plus difficiles à observer : des zones plus proches de la Voie lactée, où les étoiles brillantes et proches rendent plus difficile l’observation d’objets lointains, ainsi que des régions plus au sud, où le télescope doit tenir compte d’une plus grande épaisseur de l’atmosphère terrestre à traverser.

En parallèle, DESI prépare également une deuxième phase d’observations à partir de 2029 pour une durée de six ans. Cette deuxième phase vise à observer des galaxies plus lointaines afin de sonder l’Univers plus jeune mais également à renforcer les synergies avec le programme d’observation du ciel LSST (Legacy Survey of Space and Time) de l’observatoire Vera Rubin dont la première lumière a été obtenue en juin dernier.