Euclid est une mission de l’Agence spatiale européenne (ESA) lancée en juillet 2023, direction le point de Lagrange L2. Le but de sa mission : étudier la matière et l’énergie noires. Les observations scientifiques de routine ont débuté le 14 février 2024, mais le télescope a connu quelques déboires avec de la glace sur ses miroirs.

• Aujourd’hui c’est le Dark Matter Day… mais au fait, c’est quoi la matière (et l’énergie) noire ?

L’ESA annonce que le télescope vient d’écrire « la première page » de son grand atlas cosmique avec « le premier morceau de sa grande carte de l’Univers, qui montre des millions d’étoiles et de galaxies ». Il prend la forme d’une carte de 208 gigapixels basée sur 260 observations réalisées entre le 25 mars et le 8 avril de cette année. La carte existe, mais elle n’est malheureusement pas publique, impossible donc de s’y balader pour le moment.

132 degrés carrés… kesako les degrés carrés ?

« En seulement deux semaines, Euclid a couvert avec une précision parfaite 132 degrés carrés du ciel austral, soit plus de 500 fois la superficie de la pleine lune ». Cela ne représente cela dit qu’un seul pourcent de la surface du ciel qu’Euclid doit analyser pendant six ans. À la fin de sa mission, Euclid devrait en effet avoir cartographié « plus d’un tiers du ciel ».

L’ensemble du ciel est une sphère de 41 000 degrés carrés environ, soit environ 13 600 degrés carrés pour en avoir un tiers. « Un degré carré permet de mesurer une partie de la sphère de la même façon qu'un degré permet de mesurer une partie d'un cercle », explique Wikipédia. On parle de degré carré et on écrit tout simplement deg², comme on utilise cm², de km², etc.

Jusqu’à présent (de février à octobre), Euclid a effectué 12 % des relevés qu’elle doit réaliser. « D’autres données seront révélées en mars 2025 avec la publication de 50 degrés carrés de l'étude Euclid comprenant un aperçu des zones du champ profond Euclid. La première année de données cosmologiques de la mission sera communiquée en 2026 », précise le CEA.

Un « petit » miroir de 1,2 m de diamètre

Le télescope se concentre principalement sur les parties du ciel en dehors de la Voie lactée pour éviter d’être « pollué » par les étoiles de notre galaxie, qui font bien trop de lumière pour espérer chasser des indices permettant de remonter à la matière et a l’énergie noire.

Avec seulement 1,2 m de diamètre, le miroir principal d’Euclid pourrait sembler modeste face aux 2,4 m de Hubble et 6,5 m de Webb), mais « cet observatoire qui travaille à 1,5 million de kilomètres de nous au point de Lagrange Terre-Soleil L2 a déjà démontré sa capacité à produire de très belles images », explique la Cité des sciences. Il a des caméras en lumière visible et infrarouge proche.

Une image valant mille mots, voici des présentations faites par le CEA (ci-dessus) et la Cité des sciences (ci-dessous). Elles illustrent la profondeur des images et la capacité de zoom (600x) proposée par les relevés. On se rend également bien compte de la toute petite partie du ciel pour le moment cartographiée (la zone jaune sur la première image).

Vers « la plus grande carte cosmique en 3D jamais réalisée »

L’ambition de l'ESA est grande : il s'agit de créer « la plus grande carte cosmique en 3D jamais réalisée » avec les formes, distances et mouvements de milliards de galaxies, dont certaines sont situées jusqu’à 10 milliards d’années-lumière. Pour rappel, cela signifie que la lumière met 10 milliards d’années à rejoindre la Terre et que nous les observons donc telles qu’elles étaient il y a 10 milliards d’années.

100 millions de sources

Dans le premier morceau de ciel observé se trouvent environ 100 millions de sources, c’est-à-dire des étoiles et des galaxies dans l’Univers. Dans le lot, « 14 millions de galaxies pourraient être utilisées pour étudier l’influence cachée de la matière noire et de l’énergie noire sur l’Univers », ce qui est la mission première d’Euclid.

Les scientifiques estiment que la matière noire et de l’énergie noire « représentent tout de même 95 % du bilan énergétique de l’univers, le 5 % restant étant celui de la matière "ordinaire" (les atomes qui nous constituent, ceux des planètes, des étoiles, etc.) ».

Vous avez peut-être remarqué des régions vides dans la mosaïque d’Euclid. Elles « ont été intentionnellement évitées pendant l'étude en raison de la présence d'étoiles très brillantes qui auraient "aveuglé" les instruments sensibles d'Euclid », explique le CNES.