Euclid livre ses premières images : des centaines de millions de galaxies révélées

Jeudi, l'Agence spatiale européenne (ESA) a mis à disposition de la communauté scientifique le premier grand jeu de données collecté par le télescope spatial Euclid, selon Franceinfo. Lancé en juillet 2023 depuis Cap Canaveral, l'observatoire a passé ses premiers mois à calibrer ses deux instruments – un imageur visible (VIS) et un spectro-imageur proche infrarouge (NISP) – avant d'entamer son relevé systématique du ciel. Cette livraison marque le début effectif d'une mission conçue pour percer les mystères de la matière noire et de l'énergie noire, qui composent ensemble 95 % de l'Univers.

Un télescope cartographe de l'Univers sombre

Euclid n'est pas un télescope comme les autres : il ne vise pas à photographier des objets célestes spectaculaires pour leur beauté, mais à dresser la carte tridimensionnelle la plus vaste et la plus précise jamais réalisée de la distribution des galaxies. Son objectif est de mesurer comment la gravité de la matière noire déforme les images des galaxies lointaines – un effet appelé lentille gravitationnelle faible – et comment l'expansion accélérée de l'Univers, pilotée par l'énergie noire, a étiré les structures cosmiques au fil du temps.

Pour y parvenir, le satellite scrute une large bande du ciel exempt de poussière galactique, accumulant des milliards de mesures de position, de forme et de décalage spectral. Selon l'ESA, la mission doit observer plus d'un tiers du ciel sur six ans, soit environ 15 000 degrés carrés, et recenser près de deux milliards de galaxies jusqu'à une distance de 10 milliards d'années-lumière.

Des centaines de millions de galaxies photographiées

La publication de jeudi constitue la première « livraison rapide » (Quick Release) : elle couvre une fraction du relevé final, mais déjà des centaines de millions de galaxies y figurent, avec une résolution et une profondeur qui surpassent les relevés terrestres. Les images dévoilées montrent des amas galactiques, des filaments cosmiques et des vides immenses, offrant un aperçu de la toile cosmique à une échelle inédite.

« On commence à les regarder d'une façon différente », résume un astrophysicien cité par Franceinfo, soulignant que la qualité des données permet de mesurer la forme de galaxies très lointaines avec une précision suffisante pour détecter la distorsion infinitésimale imposée par la matière noire. Les fichiers mis en ligne comprennent des catalogues de positions, de magnitudes, de décalages spectraux photométriques et de paramètres de forme, prêts à être exploités par les quelque 2 000 chercheurs du consortium Euclid répartis dans une quinzaine de pays.

Une précision inédite pour mesurer la distorsion gravitationnelle

L'instrument VIS, caméra visible de 600 millions de pixels, fournit des images d'une netteté stable sur tout le champ de vue, condition sine qua non pour la lentille faible. La forme intrinsèque des galaxies étant aléatoire, c'est en moyennant des millions de mesures que l'on extrait le signal de cisaillement cosmique.

Les premières données montrent que le bruit de forme – la dispersion des ellipticités intrinsèques – est conforme aux prévisions, voire légèrement meilleur, ce qui augure d'une sensibilité accrue pour les futures analyses. De son côté, NISP délivre des spectres à basse résolution pour des dizaines de millions d'objets, permettant d'estimer leur distance et de construire la troisième dimension de la carte. La combinaison des deux instruments offre ainsi une tomographie de l'Univers sur les 10 derniers milliards d'années, période charnière où l'énergie noire a commencé à dominer l'expansion.

Les premiers chantiers scientifiques s'ouvrent

Dès la mise à disposition des données, plusieurs centaines d'articles scientifiques sont en préparation. Les équipes travaillent sur la calibration finale des décalages spectraux photométriques, sur la modélisation de l'instrument pour corriger les biais systématiques, et sur les premières mesures de la fonction de corrélation angulaire des galaxies.

L'enjeu majeur est de contraindre l'équation d'état de l'énergie noire (le paramètre w) avec une précision de l'ordre de 1 à 2 %, ce qui permettrait de distinguer un modèle de constante cosmologique (w = -1) d'alternatives dynamiques. Parallèlement, les données d'Euclid seront croisées avec celles du satellite Planck (fond diffus cosmologique), du relevé DESI (spectroscopie au sol) et du futur observatoire Vera Rubin, pour tester la cohérence du modèle cosmologique standard à différentes époques et échelles.

Six ans de relevé pour une carte en 3D

La mission primaire d'Euclid dure six ans, avec une possible extension de deux ans si le satellite reste en bonne santé. Chaque jour, il observe une bande de ciel d'environ 15 degrés carrés, transmettant environ 850 Go de données compressées vers les stations terrestres. Le traitement au sol, réparti entre neuf centres de données scientifiques en Europe et aux États-Unis, transforme ce flux en catalogues validés.

Deux autres livraisons majeures sont prévues : une « Data Release 1 » vers 2026 couvrant 2 500 degrés carrés, et la livraison finale à l'horizon 2030. D'ici là, les cosmologistes disposent déjà d'un échantillon représentatif pour affiner leurs outils d'analyse et tester les pipelines sur des données réelles, une étape cruciale avant l'exploitation du jeu de données complet.

Cette première livraison n'est que la pointe de l'iceberg : les prochaines années verront affluer des pétaoctets de données qui transformeront notre compréhension de l'Univers sombre. Les prochains rendez-vous sont déjà fixés, avec la Data Release 1 attendue pour 2026 et les premières contraintes cosmologiques robustes qui en découleront.