Messier 78 est une pépinière de formation d'étoiles enveloppée dans un voile de poussière interstellaire située à 1 300 années-lumière de la Terre. À l’aide de sa caméra infrarouge, Euclide a exposé pour la première fois des régions cachées de la formation d’étoiles et cartographié des filaments complexes de gaz et de poussière avec des détails sans précédent. Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d'images par J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi ; Licence standard CC BY-SA 3.0 IGO ou ESA
Euclid, une mission de l'ESA avec NASALe soutien de , vise à cartographier le ciel et à étudier la matière noire et l'énergie noire. Ses nouvelles images et données révèlent d’importantes découvertes scientifiques, notamment des planètes flottantes et des naines brunes, améliorant ainsi notre compréhension de l’univers.
La mission Euclid a publié cinq nouvelles images qui mettent en valeur la capacité du télescope spatial à explorer deux mystères cosmiques à grande échelle : la matière noire et l'énergie noire. La matière noire est une substance invisible cinq fois plus répandue dans l’univers que la matière « ordinaire », mais dont la composition est inconnue. « L’énergie noire » est le nom donné à la source inconnue qui provoque une expansion de plus en plus rapide de l’univers. La mission Euclid est dirigée par l'ESA (l'Agence spatiale européenne) avec la contribution de la NASA,
Cartographie cosmique et précision
D'ici 2030, Euclide créera une carte cosmique couvrant près d'un tiers du ciel, en utilisant un champ de vision beaucoup plus large que celui des télescopes spatiaux Hubble et James Webb de la NASA, conçus pour étudier des zones plus petites avec plus de détails. Les scientifiques pourront ensuite cartographier la présence de matière noire avec une précision plus grande que jamais. Ils peuvent également utiliser cette carte pour étudier l’évolution de la force de l’énergie noire au fil du temps.
L'amas de galaxies Abell 2764 (en haut à droite), photographié par le télescope Euclide de l'ESA, contient des centaines de galaxies. La zone située à l’extérieur de l’amas contient également des galaxies lointaines qui apparaissent telles qu’elles apparaissaient lorsque l’univers n’avait que 700 millions d’années. Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d'images par J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi ; Licence standard CC BY-SA 3.0 IGO ou ESA
Les cinq nouvelles images présentent des vues de différentes tailles — d'une région de formation d'étoiles dans le voie Lactée galaxie à des amas de centaines de galaxies – et ont été prises peu de temps après le lancement d'Euclide en juillet 2023 dans le cadre de son programme d'observations à libération anticipée. La mission a publié l’année dernière cinq images de ce programme comme un aperçu de ce qu’Euclide offrirait, avant que les scientifiques n’aient analysé les données.
Nouvelles images et disponibilité de recherche
Les nouvelles images, les articles scientifiques associés et les données sont disponibles sur le site Web d'Euclide. Un programme préenregistré de l'ESA sur ces découvertes est disponible sur ESA TV et YouTube.
Les planificateurs de mission du prochain télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA utiliseront les découvertes d'Euclide pour éclairer les travaux complémentaires de Roman sur l'énergie noire. Les scientifiques utiliseront Roman, avec sa meilleure sensibilité et sa netteté, pour étendre le type de science qu'Euclide permet en étudiant des galaxies plus faibles et plus lointaines.
La vue d'Euclide du groupe de galaxies Dorado montre des signes d'interaction et de fusion de galaxies. Les coquilles de matière blanche et jaune brumeuse, ainsi que les « queues » courbées s’étendant dans l’espace, témoignent de l’interaction gravitationnelle entre les galaxies. Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d'image par J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi ; Licence standard CC BY-SA 3.0 IGO ou ESA
Espace incurvé et lentille gravitationnelle
Euclide aidera notamment les scientifiques à étudier la matière noire en observant comment ce phénomène mystérieux déforme la lumière des galaxies lointaines, comme le montre l'une des nouvelles images montrant un amas de galaxies appelé Abell 2390. La masse de l'amas de galaxies, qui comprend des galaxies sombres. matière, crée des courbes dans l’espace. La lumière provenant de galaxies plus lointaines voyageant sur ces courbes semble se courber ou se courber, de la même manière que la lumière apparaît lorsqu'elle traverse le verre déformé d'une vieille fenêtre. Parfois, la déformation est si puissante qu’elle peut créer des anneaux, des arcs prononcés ou plusieurs images de la même galaxie – un phénomène appelé forte lentille gravitationnelle.
Les scientifiques intéressés par l’exploration des effets de l’énergie noire rechercheront principalement un effet plus subtil, appelé lentille gravitationnelle faible, qui nécessite une analyse informatique détaillée pour détecter et révéler la présence d’amas de matière noire encore plus petits. En cartographiant cette matière noire et en retraçant l'évolution de ces amas au fil du temps, les scientifiques étudieront comment l'accélération vers l'extérieur de l'énergie noire a modifié la répartition de la matière noire.
Plus de 50 000 galaxies sont visibles sur cette image d'Abell 2390, un amas de galaxies situé à 2,7 milliards d'années-lumière de la Terre. Près du centre de l’image, certaines galaxies apparaissent tachées et courbées, un effet appelé forte lentille gravitationnelle qui peut être utilisée pour détecter la matière noire. Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d'images par J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi ; Licence standard CC BY-SA 3.0 IGO ou ESA
Instruments et capacités d'observation
« Comme l'énergie sombre est un effet relativement faible, nous avons besoin d'enquêtes plus vastes pour nous fournir plus de données et une meilleure précision statistique », a déclaré Mike Seiffert, scientifique du projet Euclid de la NASA au Jet Propulsion Laboratory de l'agence en Californie du Sud. « Ce n'est pas quelque chose qui nous permet de zoomer sur une galaxie et de l'étudier en détail. Nous devons examiner une zone beaucoup plus vaste tout en étant capables de détecter ces effets subtils. Pour y parvenir, nous avions besoin d’un télescope spatial spécialisé comme Euclide.
Le télescope utilise deux instruments qui détectent différentes longueurs d'onde de lumière : l'imageur de lumière visible (VIS) et le spectromètre et photomètre proche infrarouge (NISP). Les galaxies du premier plan émettent plus de lumière dans les longueurs d’onde visibles (celles que l’œil humain peut percevoir), tandis que les galaxies d’arrière-plan sont généralement plus lumineuses dans les longueurs d’onde infrarouges.
« Observer un amas de galaxies avec les deux instruments nous permet de voir les galaxies à des distances plus larges que ce que nous pourrions obtenir en utilisant uniquement le visible ou l'infrarouge », a déclaré JPLJason Rhodes, chercheur principal de l'équipe scientifique sur l'énergie noire d'Euclide de la NASA. « Et Euclide peut produire ce type d'images profondes, larges et à haute résolution des centaines de fois plus rapidement que les autres télescopes. »
Le grand champ de vision d'Euclide capture l'intégralité de la galaxie NGC 6744 et montre aux astronomes les zones clés de la formation des étoiles. La formation des étoiles est le principal moyen par lequel les galaxies grandissent et évoluent. Ces recherches sont donc essentielles pour comprendre pourquoi les galaxies ressemblent à elles. Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d'image par J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi ; Licence standard CC BY-SA 3.0 IGO ou ESA
Découvertes au-delà de l'énergie noire
Alors que la matière noire et l’énergie noire sont au cœur d’Euclide. La mission a diverses autres applications astronomiques. La carte du ciel à grande échelle d'Euclide peut, par exemple, être utilisée pour découvrir des objets faibles et observer des changements dans les objets cosmiques, comme une étoile changeant de luminosité. Les nouveaux résultats scientifiques d'Euclide incluent la détection de planètes flottantes (planètes qui ne tournent pas autour des étoiles), difficiles à trouver en raison de leur faible luminosité. De plus, les données révèlent des naines brunes récemment découvertes. Pensés pour se former comme des étoiles mais pas assez grands pour commencer la fusion dans leur noyau, ces objets mettent en évidence les différences entre les étoiles et les planètes.
« Les données, images et articles scientifiques publiés marquent désormais le tout début des résultats scientifiques d'Euclide et montrent une diversité scientifique étonnamment grande au-delà de l'objectif principal de la mission », a déclaré Seiffert. « Ce que nous observons déjà grâce à la vision large d'Euclide a produit des résultats qui étudient des planètes individuelles, des caractéristiques de notre galaxie, la Voie Lactée, et la structure de l'univers à grande échelle. C'est à la fois passionnant et un peu écrasant de suivre tous les développements.
Contributions et soutien d'Euclide
Trois équipes scientifiques soutenues par la NASA contribuent à la mission Euclid. En plus de concevoir et de fabriquer l'électronique de la puce du capteur pour l'instrument spectromètre et photomètre proche infrarouge (NISP) d'Euclide, JPL a également dirigé l'achat et la livraison des détecteurs NISP. Ces détecteurs, ainsi que l'électronique de la puce du capteur, ont été testés au laboratoire de caractérisation des détecteurs de la NASA au Goddard Space Flight Center à Greenbelt, dans le Maryland. Le Centre scientifique Euclid de la NASA à l'IPAC (ENSCI), à Caltech à Pasadena, en Californie, archivera les données scientifiques et soutiendra les recherches scientifiques menées aux États-Unis. JPL est une division de Caltech.
