La mission Euclid révèle un univers sombre caché dans de nouvelles images

Messier 78 est une pépinière de formations stellaires enveloppée d’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 a cartographié des filaments complexes de gaz et de poussière avec des détails sans précédent. 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

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 l’expansion de l’univers de plus en plus rapide. 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 alors cartographier la présence de matière noire avec une précision plus grande que jamais. Ils peuvent également utiliser cette carte pour étudier comment la force de l’énergie noire évolue au fil du temps.

L’amas de galaxies Abell 2764 (en haut à droite), photographié par le télescope Euclid 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’image par J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi ; Licence standard CC BY-SA 3.0 IGO ou ESA

Les cinq nouvelles images montrent 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 de 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’analysent les données.

Nouvelles images et disponibilité de recherche

Les nouvelles images, les articles scientifiques associés et les données sont disponibles sur le site d’Euclide. Un programme préenregistré de l’ESA sur ces découvertes est disponible sur ESA TV et YouTube.

Les planificateurs de mission pour le prochain télescope spatial romain Nancy Grace 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 sensibilité et sa netteté améliorées, pour élargir le type de science permis par Euclide 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 » incurvées 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 courbe et lentille gravitationnelle

En particulier, Euclide aidera 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 plier ou se plier, de la même manière que la lumière apparaît lorsqu’elle traverse le verre déformé d’une vieille fenêtre. Parfois, la distorsion est si puissante qu’elle peut créer des anneaux, des arcs nets 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 lentille gravitationnelle forte qui peut être utilisée pour détecter la matière noire. 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

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 la NASA. 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 des galaxies à des distances plus grandes que celles que nous pourrions atteindre en utilisant uniquement le visible ou l’infrarouge”, a déclaré JPLJason Rhodes, chercheur principal de l’équipe scientifique Euclid Dark Energy 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.” »

Galaxie Euclide NGC 6744

Le grand champ de vision d’Euclide capture la totalité de la galaxie NGC 6744 et montre aux astronomes les zones clés de la formation des étoiles. La formation d’étoiles est le principal moyen par lequel les galaxies grandissent et évoluent. Cette recherche est donc essentielle 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, les caractéristiques de notre galaxie, la Voie lactée et la structure de l’univers à grande échelle. C’est à la fois excitant et un peu écrasant de suivre tous les développements.

Les contributions et le 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. L’Euclid Science Center de la NASA à l’IPAC (ENSCI), à Caltech à Pasadena, en Californie, archivera les données scientifiques et soutiendra la recherche scientifique menée aux États-Unis. JPL est une division de Caltech.

 
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