N° 29–2024: La mission Euclid de l’ESA célèbre ses premiers résultats scientifiques avec des vues cosmiques étincelantes

Ces nouvelles images font partie des premières observations d’Euclid (Early Release Observations). Elles accompagnent les premières données scientifiques de la mission, également rendues publiques aujourd’hui, et 10 articles scientifiques à paraître. Ce trésor de données arrive moins d’un an après le lancement du télescope spatial, et environ six mois après qu’il ait renvoyé ses premières images en couleur du cosmos.

« Euclid est une mission unique et révolutionnaire, et ce sont les premiers jeux de données à être rendus publics – il s’agit d’une étape importante », déclare Valeria Pettorino, scientifique du projet Euclid de l’ESA. « Les images et les découvertes scientifiques associées sont incroyablement diverses en termes d’objets et de distances observées. Elles permettent une variété d’applications scientifiques, et ne représentent pourtant que 24 heures d’observations. Il ne s’agit que d’un aperçu de ce dont Euclid est capable. Nous avons hâte de découvrir les données des six prochaines années ! »

Au total, ces premières observations visaient 17 objets astronomiques, allant de nuages de gaz et de poussière proches à de lointains amas de galaxies, en amont du relevé principal d’Euclid. Ce relevé vise à percer les secrets de l’univers sombre et à révéler comment et pourquoi l’Univers est comme il est aujourd’hui.

« Ce télescope spatial entend s’attaquer aux plus grandes questions ouvertes de la cosmologie », ajoute Valeria. « Et ces premières observations démontrent clairement qu’Euclid est plus qu’à la hauteur de cette tâche ».

Des résultats sans précédent

Euclid retracera la toile cosmique cachée, cartographiera des milliards de galaxies à travers plus d’un tiers du ciel, étudiera comment notre Univers s’est formé et a évolué au fil de l’histoire cosmique, ainsi que les plus mystérieuses de ses composantes fondamentales : l’énergie sombre et la matière sombre.

Les images obtenues par Euclid sont au moins quatre fois plus nettes que celles que celle fournies par les télescopes terrestres. Elles couvrent de grandes étendues du ciel avec une profondeur inégalée, regardant loin dans l’Univers en combinant lumières visible et infrarouge.

« Ce n’est pas une exagération que de dire que les résultats obtenus avec Euclid sont sans précédent », explique la directrice de la Science de l’ESA, la professeure Carole Mundell. « Les premières images d’Euclid, publiées en novembre, illustraient clairement le vaste potentiel du télescope pour étudier l’Univers sombre, et ce deuxième lot n’est pas différent.

« La beauté d’Euclid, c’est qu’il couvre de grandes régions du ciel avec beaucoup de détails et de profondeur, et peut capturer dans la même image un large éventail d’objets différents, de peu lumineux à brillant, de lointain à proche, du plus massif des amas de galaxies aux petites planètes. Nous obtenons une vue à la fois très détaillée et très large. Cette polyvalence spectaculaire est à la source de nombreux nouveaux résultats scientifiques qui, combinés aux résultats des relevés effectués par Euclid au cours des prochaines années, vont modifier en profondeur notre compréhension de l’Univers. »

Bien que visuellement époustouflantes, les images sont bien plus que de magnifiques instantanés ; elles révèlent de nouvelles propriétés physiques de l’Univers grâce aux capacités d’observation inédites et uniques d’Euclid. Ces secrets scientifiques sont détaillés dans un certain nombre d’articles connexes publiés par la collaboration Euclid, mis à disposition demain sur arXiv (lien ci-dessous), en même temps que cinq documents clés de référence sur la mission Euclid.

Les premières découvertes mettent en évidence la capacité d’Euclid à rechercher dans les régions de formation d’étoiles des planètes errantes, libres, dont la masse est de quatre fois celle de Jupiter ; à étudier les régions externes des amas stellaires avec un niveau de détail sans précédent ; et à cartographier différentes populations d’étoiles pour étudier comment les galaxies ont évolué au fil du temps. Elles révèlent comment le télescope spatial peut détecter des amas stellaires individuels dans de lointains groupes et amas de galaxies ; identifier une riche moisson de nouvelles galaxies naines ; voir la lumière des étoiles arrachées à leurs galaxies parentes – et bien plus encore.

Euclid a produit ce premier catalogue en une seule journée, révélant plus de 11 millions d’objets en lumière visible et 5 millions d’autres en lumière infrarouge. Ce catalogue a donné lieu à d’importantes nouveautés scientifiques.

« Euclid démontre l’excellence européenne aux frontières de la science et en matière de technologie de pointe, tout en étant une belle vitrine de l’importance des collaborations internationales », déclare Josef Aschbacher, directeur général de l’ESA. « La mission est le résultat de nombreuses années de travail acharné de scientifiques, ingénieurs et industriels à travers l’Europe et de membres du consortium scientifique Euclid dans le monde entier, tous réunis par l’ESA. Ils peuvent être fiers de cette réussite – ces résultats ne sont pas un mince exploit pour une mission aussi ambitieuse dans un domaine de science fondamentale aussi complexe. Euclid débute seulement son périple passionnant pour cartographier la structure de l’Univers. »

Présentation des images

Lien vers les images ici. 

Abell 2390

L’image Euclid de l’amas de galaxies Abell 2390 révèle plus de 50 000 galaxies et est une belle illustration de l’effet de lentille gravitationnelle avec des arcs courbes géants sur le fond du ciel –certains sont en fait de multiples vues d’un même objet lointain. Euclid utilisera ces effets de lentille (par lesquels la lumière qui nous vient des galaxies lointaines est courbée et déformée par la gravité) comme technique clé pour étudier l’Univers sombre, en mesurant indirectement la quantité et la distribution de matière sombre dans les amas de galaxies et ailleurs. Les scientifiques d’Euclid étudient également comment la masse et le nombre d’amas de galaxies ont changé au fil du temps, révélant ainsi davantage sur l’histoire et l’évolution de l’Univers.

Le plan rapproché d’Abell 2390 par Euclid montre la lumière qui émerge de l’amas, émise par des étoiles qui ont été arrachées à leurs galaxies et qui se retrouvent dans l’espace intergalactique. Détecter cette « lumière intra-amas » est une spécialité d’Euclid, et ces orphelins stellaires nous permettront peut-être de « voir » où se trouve la matière sombre.

Messier 78

Cette image époustouflante met en scène Messier 78, une pouponnière d’étoiles très lumineuse enveloppée de poussière interstellaire. Euclid a scruté en profondeur cette pouponnière à l’aide de sa caméra infrarouge, exposant pour la première fois des régions cachées de formation d’étoiles, cartographiant ses filaments complexes de gaz et de poussière avec un niveau de détail sans précédent, et découvrant des étoiles et des planètes nouvellement formées. Les instruments d’Euclid peuvent détecter des objets ayant seulement quelques fois la masse de Jupiter, et ses « yeux » infrarouges révèlent plus de 300 000 nouveaux objets rien que dans ce champ de vision. Les scientifiques utilisent ce jeu de données pour étudier la quantité et la fraction d’étoiles et d‘objets plus petits (substellaires) trouvés ici – des éléments clés pour comprendre la dynamique de la formation et de l’évolution des populations d’étoiles au fil du temps.

NGC 6744

Sur cette image, Euclid met en scène NGC 6744, l’archétype du type de galaxies responsable de la formation de la plupart des étoiles dans l’Univers local. Le grand champ de vision d’Euclid couvre l’ensemble de la galaxie, capturant non seulement la structure spirale à plus grande échelle, mais aussi des détails exquis à de petites échelles spatiales. Cela inclut des bandes de poussière ressemblant à des plumes qui émergent sous forme « d’éperons » des bras spiraux, montrées ici avec une clarté incroyable. Les scientifiques utilisent ce jeu de données pour comprendre comment la poussière et le gaz sont liés à la formation des étoiles ; cartographier comment différentes populations d’étoiles sont réparties à travers les galaxies et où les étoiles se forment actuellement ; et démêler la physique à l’origine de la structure des galaxies spirales, qui n’est toujours pas totalement comprise après des décennies d’études.

Abell 2764 (et étoile brillante)

Cette vue montre l’amas de galaxies Abell 2764 (en haut à droite), qui comprend des centaines de galaxies au sein d’un vaste halo galactique de matière sombre. Euclid capture de nombreux objets dans cette zone du ciel, y compris des galaxies en arrière-plan, des amas plus lointains et des galaxies en interaction projetant des trainées et des coquilles d’étoiles. Cette vue complète d’Abell 2764 et de ses environs – obtenue grâce à l’impressionnante étendue du champ de vision d’Euclid – permet aux scientifiques de déterminer le rayon de l’amas et de voir sa périphérie avec des galaxies lointaines encore dans le cadre. Les observations d’Abell 2764 réalisées par Euclid permettent également aux scientifiques d’étudier plus avant les galaxies éloignées, datant des âges sombres cosmiques lointains, comme pour Abell 2390.

On voit aussi ici au premier plan une étoile très brillante qui se trouve au sein de notre propre galaxie (V*BP-Phoenicis/ HD 1973, une étoile de l'hémisphère sud presque assez brillante pour être vue par l'œil humain). Lorsque nous regardons une étoile à travers un télescope, sa lumière est diffusée vers l’extérieur dans un halo circulaire étendu en raison de l’optique du télescope. Euclid a été conçu pour rendre la plus faible possible cette diffusion. L’étoile provoque ainsi peu de perturbations, ce qui  permet de capturer des galaxies lointaines faibles à proximité sans être aveuglé par la luminosité de l’étoile.

Groupe de la Dorade

Ici, Euclid prend « sur le fait » des galaxies évoluant et fusionnant dans le groupe de galaxies de la Dorade, avec de belles queues de marée et des coquilles qui résultent d’interactions en cours. Les scientifiques utilisent ce jeu de données pour étudier l’évolution des galaxies, améliorer nos modèles d’histoire cosmique et comprendre comment les galaxies se forment au sein des halos de matière sombre. Cette image met en valeur la polyvalence d’Euclid : un large éventail de galaxies est visible ici, de très brillantes à très faibles. Grâce à la combinaison unique d’un grand champ de vision, d’une profondeur de champ remarquable et d’une haute résolution spatiale, Euclid peut capturer des objets minuscules (amas d’étoiles), plus larges (noyaux de galaxies) et étendus (queues de marée) le tout dans une seule image. Les scientifiques recherchent également des amas d’étoiles individuels distants connus sous le nom d’amas globulaires pour retracer leur histoire et leur dynamique galactiques.

À propos d’Euclid

Euclid est une mission européenne, construite et opérée par l’ESA, avec des contributions de la NASA. Le consortium Euclid – composé de plus de 2000 scientifiques issus de 300 instituts répartis dans 15 pays européens, aux États-Unis, au Canada et au Japon – est chargé de la réalisation des instruments scientifiques et de l’analyse des données scientifiques. L’ESA a sélectionné Thales Alenia Space comme maître d’oeuvre de la construction du satellite et de son module de service, et Airbus Defence and Space a été choisi pour développer le module de charge utile, dont le télescope. La NASA a fourni les détecteurs du Spectro-photomètre Proche Infrarouge, NISP. Euclid est une mission de classe moyenne du programme Cosmic Vision de l’ESA.
Lire les articles scientifiques d’Euclid basés sur les premières observations d’Euclid (à partir du 23 mai 2024) : https://www.cosmos.esa.int/web/euclid/ero-public-release.