Euclid a décollé, le télescope européen en mission pour percer les secrets de l’énergie et de la matière noire

CAP CANAVERAL – Fly Euclid, le télescope de l’Agence spatiale européenne (ESA) est a décollé à 17h12 heure italienne de Cap Canaveral, menant une fusée SpaceX Falcon 9 vers sa place là-bas à partir de laquelle, dans les années à venir, il tentera de faire la lumière sur ce morceau de réalité que nous ne pouvons toujours pas expliquer. ET l’une des missions les plus importantes de l’ESA de ces dernières années (coût 1,4 milliard), d’autant plus que les ambitions scientifiques, qui cherchent une percée pour mieux comprendre la matière et l’énergie noires, tout ce qui n’est pas de la matière et de l’énergie ordinaires : 95 % de tout ce qui remplit le Cosmos. Le premier étage du porte-avions a rempli sa mission, retour et atterrissage (mais c’est désormais une coutume qui n’est plus d’actualité) sur la plate-forme marine au large de la Floride. Il ne reste plus qu’à attendre la sortie d’Euclid, attendue 40 minutes après la décollageà 17:53.

Le Falcon 9 a donné la poussée nécessaire à Euclid pour atteindre le point de Lagrange L2, une zone d’équilibre gravitationnel assez stable, où se trouvent également les télescopes James Webb et Gaia. De là il pourra photographier et scanner plus d’un tiers du ciel dans les six prochaines annéeschercher des indices dans l’obscurité, la plus noire : le but principal sera en effet de mesurer les effets de la présence de matière invisible à tous les instruments, et qui pourtant innerve le vide entre les galaxies et influence leurs mouvements, et de cette énergie qui fait que l’Univers non seulement se dilate, mais en fait s’accélère.

La majorité sombre du Cosmos

Même si les étoiles semblent infinies, les galaxies innombrables, la facture des astrophysiciens est embarrassante. En ajoutant de la matière et de l’énergie noire, selon l’équivalence bien connue de la masse et de l’énergie qu’Einstein nous a enseignée avec la relativité restreinte, nous obtenons que 95% de ce que nous avons autour de nous d’ici à la fin de l’espace et du temps est enveloppé de mystère . Ce ne sont pas des atomes, de la matière ordinaire, ce ne sont pas des radiations. Nous ne savons pas ce que c’est, mais nous voyons ses effets.

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Il faudra un mois à Euclide pour atteindre la L2, comme le James Webb se positionnera dos à la Terre et au Soleil, protégé par un bouclier, son instrument infrarouge devra en effet fonctionner à des températures inférieures à -130 degrés sous zéro, il utilisera donc les semaines de voyage pour refroidir. Trois mois plus tard, une fois les tests sur le fonctionnement des instruments terminés, il commencera à faire de la science et à collecter avec son miroir de 1,2 mètre de diamètre la lumière la plus claire des galaxies dispersées dans le ciel d’ici à une distance de dix milliards d’années lumière .

Mais juste pourquoi chercher non seulement l’invisible, mais l’impondérable, l’évidence qu’il apportera sera indirecte, et ses mesures devront être ultra-précises. Dans chaque tuile du ciel il photographiera des milliers de galaxies, il y en aura au moins un milliard et demi au final, pour créer une carte 3D avec la position et la distance de millions d’amas stellaires et mesurer la vitesse à laquelle ils sont s’éloigner de nous. Toute cette quantité de données (50 000 images de plus de 600 mégapixels chacune, quelque chose comme 100 téraoctets par an pendant six ans” sont les estimations) sera triée et gérée par le segment sol, l’autre élément majeur de cette mission : les centres de données scientifiques. , qui sera coordonné par l’Italie, à travers l’INAF (Observatoire de Trieste), qui a également créé le logiciel embarqué pour les deux instruments, avec le soutien duAgence spatiale italienne (ASI).

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L’Italie qui joue un rôle de premier plan dans cette aventure, deuxième contribuable derrière la France, en tant qu’investissement dans le consortium qui rassemble les travaux de 300 institutions dans 17 pays différents, avec 13 agences spatiales, plus la NASA, qui a fourni le capteur de l’instrument Nisp. La collaboration internationale compte plus de 3 500 personnes : « Exactement il y a dix ans, nous avons signé le contrat d’Euclid – se souvenir Walter Cugno, vice-président, Exploration & Science de Thales Alenia Space, la société maître d’œuvre pour la construction du satellite – non pas parce que nous avons été lents, mais parce qu’il y a eu beaucoup de difficultés, avec 80 entreprises et 140 contrats industriels, des centaines de fournisseurs . Et parce qu’il est toujours difficile de satisfaire toutes les demandes de la communauté scientifique”. Thales Alenia Space, en Italie, a été responsable de la construction et de l’intégration du vaisseau spatial, la structure sur laquelle sont montés le télescope et les instruments. La construction du centre de données italien (il y en a huit en Europe, un aux USA) a été confiée par ASI à Altec à Turin.

La forme des galaxies

L’instrument Visible est une chambre qui recueille la lumière dans les longueurs d’onde que l’œil humain perçoit avec une netteté impossible pour les télescopes au sol, grâce également aux mécanismes d’orientation et de stabilité. En effet, pour viser, Euclid dispose d’un capteur stellaire et d’un système de pointage avec micropropulseurs pour des corrections infinitésimales, technologie italienne, fourni par Leonardo, ainsi que des panneaux solaires. Le champ de vision sera un “grand angle”, pour couvrir une partie du ciel presque de la taille de trois pleines lunes à chaque prise de vue.

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Une telle précision sert à dessiner la forme des galaxies c’est à mesurer les très petites distorsions de la lumière (“faible lentille gravitationnelle”), causées par la présence de matière noire, de sa toile d’araignée entre nous et ces objets. C’est l’un des effets de distorsion de l’espace-temps prédit par la relativité d’Einstein : la gravité déforme l’espace-temps et dévie la lumière. La matière noire le fait aussi, mais contrairement aux étoiles et aux galaxies, qui sont constituées d’atomes, elle agit sans se montrer : « Euclide a la capacité de couvrir tout le ciel en peu de temps, qui n’est pas occupé par la Voie lactée et la poussière système solaire – souligne Giuseppe Racca, responsable du projet Euclid à l’ESA – pour mesurer indirectement ces énormes effets à un niveau universel, mais il devra le faire avec une précision extrême et sans précédent”.

La fuite des galaxies

Nisp signifie spectromètre et photomètre proche infrarouge et capture la lumière dans le proche infrarouge. De là, il va extraire le spectre des galaxies qui sera pour nous comme un vélox : il nous indiquera à la fois leur distance et la vitesse à laquelle ils s’éloignent mesurer l’effet de leur fuite sur les décalages lumineux vers le rouge. C’est ainsi qu’il façonnera la carte 3D de l’univers mais ce faisant il retracera aussi son histoire et son évolution. Il s’agira d’un balayage à dix milliards d’années-lumière de profondeur, cette fois pour mesurer les effets de l’autre inconnue de ce puzzle : l’Univers a accéléré son expansion ces cinq derniers milliards d’années, ce sont les effets de l’énergie noire.

Cependant, tout prend naissance après le Big Bang, lorsque les conditions de formation des étoiles et des galaxies ont été créées à partir des ondulations de la « soupe » primordiale de particules. Il a un nom difficile: oscillation acoustique baryonique, on peut l’imaginer comme des ondes sonores qui ont initialement perturbé l’état de la matière, créant des différences, cela a généré la répartition des galaxies dans l’espace, comme une empreinte qui s’est étendue, façonnant la géographie de ‘ Univers. Puisqu’observer loin dans l’espace, c’est remonter dans le temps, les mesures de Nisp nous donneront la connaissance de la façon dont les galaxies se sont réparties et déplacées au cours des dix derniers milliards d’années, depuis quand cette expansion semble s’être accélérée sous la poussée de l’énergie noire. Mais comme il l’a commenté Henk Hoekstra, cosmologiste du consortium Euclid, la vérité est que la matière noire et l’énergie pourraient avoir d’autres explications que celles attendues : “Ce sera comme chercher un chat noir dans une pièce sombre. Mais nous pourrions aussi découvrir qu’il n’est pas là. C’est grand moment pour être cosmologiste, Euclide va changer la recherche du futur”.