Extraits d’un article en anglais de The Conversation que nous remercions
Auteur Henk Hoekstra
Professor in observational cosmology, Leiden University
Le 1er juillet 2023, Euclid, un télescope spatial européen unique en son genre, a été lancé depuis Cap Canaveral, aux États-Unis. Après un lancement parfait, Euclid est rapidement arrivé sur l’orbite prévue, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. De ce point d’observation lointain, il a commencé à envoyer des images qui couvriront près d’un tiers du ciel d’ici la fin de la décennie.
Un premier objectif sera d’essayer de comprendre la « matière noire », une nouvelle forme de matière qui n’est pas expliquée par le modèle standard de la physique des particules L’attraction gravitationnelle de toute cette matière devrait ralentir l’expansion de l’Univers, mais il y a environ 25 ans il est apparu que cette expansion s’accélérait. A ce jour, il n’existe aucune explication physique valable à ce phénomène que l’on nomme « énergie noire ». Réunies, la matière et l’énergie noires constituent 95 % de l’Univers, mais nous ne comprenons pas leur nature.
Ce que nous savons, c’est que les deux composantes de la matière noire influencent la façon dont les grandes structures peuvent se former. La gravité de la matière noire contribue à rassembler la matière pour former des galaxies ou même des objets plus importants . À l’inverse, l’énergie noire pousse les objets à s’écarter les uns des autres, s’opposant ainsi à l’attraction gravitationnelle. L’équilibre entre les deux évolue au fur et à mesure de l’expansion de l’univers, l’énergie noire devenant de plus en plus dominante.
Les détails dépendent de la nature de ces composantes noires, et comparer les observations avec nos différentes théories permet d’identifier celles qui correspondent le mieux. C’est la principale raison pour laquelle Euclid a été lancé. Il permettra de cartographier la répartition de la matière et son évolution dans le temps. Ces mesures peuvent fournir les indications nécessaires pour mieux comprendre la face cachée de l’univers.
Mais comment étudier la distribution de la matière si la majeure partie de celle-ci est de la matière noire invisible ? Heureusement, la théorie de la relativité générale d’Einstein nous apprend que la matière courbe l’espace qui l’entoure. Les amas de matière noire révèlent leur présence en déformant l’apparence des galaxies plus éloignées, tout comme les vagues à la surface d’une piscine déforment le motif des carreaux du fond.
La courbure des rayons lumineux par la matière est appelée « lentille gravitationnelle ». Dans de rares cas, la courbure est si forte que plusieurs images de la même galaxie peuvent être observées. La plupart du temps, cependant, l’effet est plus subtil, modifiant légèrement la forme des galaxies éloignées. Néanmoins, si nous faisons la moyenne des mesures pour un grand nombre de galaxies, nous pouvons découvrir des motifs dans leurs orientations qui ont été influencés par la distribution de matière, à la fois classique et noire, intercalée entre ces galaxies et le télescope.
Ce signal de « lentille faible » n’est pas très spectaculaire, mais il offre un moyen direct de cartographier la distribution de la matière dans l’Univers, en particulier lorsque signal est associé aux distances des galaxies dont les formes ont été mesurées. Ceci dit, ces mesures sont difficiles. Les turbulences de l’atmosphère brouillent notre vision des petites galaxies lointaines et floues que nous voulons utiliser, tandis que les imperfections de l’optique du télescope modifient inévitablement les formes observées des galaxies.
Jusqu’à l’arrivée d’Euclid, les télescopes spatiaux ne pouvaient observer que de minuscules parcelles de ciel : le télescope spatial James Webb (JWST), lancé en 2021, voit l’équivalent d’un grain de sable à bout de bras. Or, pour tester réellement la nature de l’énergie noire, il faudrait couvrir 6 millions de fois pluse de surface. C’est ce qui a justifié la réalisation d’Euclid, un télescope unique en son genre, conçu pour fournir des images nettes de 1,5 milliard de galaxies, ainsi que des informations sur leur distance. Aujourd’hui, grâce à Euclid, on peut observer en une seule prise de vue une zone plus grande que la pleine lune.
Ces données sont complétées par des mesures de distances précises pour environ 25 millions de galaxies, ce qui permet de cartographier la distribution des galaxies lointaines dans les moindres détails.
Le travail a commencé. Le 15 février 2024, Euclid a entamé son étude principale et, au cours des 2200 prochains jours, il continuera à photographier le ciel. Cette grande quantité de données constituera un trésor pour les années à venir. Par exemple, l’on pourra étudier en détail la structure de centaines de galaxies proches.
Europe Solidaire 