Peu de temps après son lancement le 1er juillet 2023, Euclid connaissait quelques désagréments durant la phase de « commissionning », ou lorsqu'un satellite rencontre pour la première fois son terrain d'observations grandeur nature. Il avait en effet perdu ses étoiles « guides », repères fondamentaux pour que la mission scientifique puisse pointer précisément les régions du ciel à observer. Après quelques ingénieuses corrections logicielles opérées par les équipes au sol, il retrouvait son cap.
La mission pouvait débuter pour observer les formes, les distances, les mouvements et la distribution de quelque deux milliards de galaxies (réparties sur un tiers du ciel), afin d'en dresser la cartographie 3D remontant aux dix derniers milliards d'années. Enjeu : comprendre quand et comment agissent les mystérieuses énergie sombre et matière noire, composantes clefs de l'Univers. Des questions relevant autant de l'astrophysique que de la physique la plus fondamentale.
L'exceptionnelle qualité et résolution des images grand champ en des temps d'observation record.
Lors d'une campagne préalable appelée ERO (Early Release Observations), les astrophysiciens se sont assurés des performances du satellite en générant des images de l'Univers proche pendant plusieurs semaines. « Avec nos collègues de la collaboration d'Euclid et de l'Esa, nous avons choisi cinq sources astrophysiques, procédé au traitement des données brutes puis analysé les images en combinant les réponses des instruments VIS (avec ses 600 millions de pixels observant dans la lumière visible) et NSIP (observant dans l'infrarouge proche) », indique Jean-Charles Cuillandre, astronome au CEA-Irfu.
Résultat : cinq images, diffusées ce 7 novembre 2023, qui mettent en évidence les capacités exceptionnelles du satellite. D'une part, Euclid offre un grand champ de vue, c'est-à-dire l'observation d'une large zone du ciel (de l'ordre de la taille de deux pleines lunes) d'un seul coup. D'autre part, sa très haute précision de mesure permet, sur une même image, de résoudre individuellement des étoiles brillantes de notre galaxie et des galaxies lointaines peu lumineuses, en seulement une heure d'observation. « Toutes les images montrent un piqué exceptionnel qui permet de plonger dans les amas globulaires et les galaxies, et de zoomer longtemps dans les images en tombant toujours sur des galaxies bien résolues. En témoigne par exemple, l'image des filaments de galaxies de l'amas de Persée qui donne un aperçu des grandes structures de l'Univers qu'explorera le satellite », se réjouit Francis Bernardeau, théoricien à l'IPhT et responsable-adjoint du consortium scientifique d'Euclid qui réunit 250 laboratoires de par le monde.
Le CEA, contributeur historique
Pour rappel, les équipes du CEA ont apporté une contribution historique à Euclid en ayant imaginé la mission dès 2004 et anticipé son potentiel scientifique. L'Irfu a alors conçu, réalisé, assemblé et testé le plan focal de la caméra VIS ainsi que le boîtier électronique qui contrôle ses divers sous-systèmes. Il a également fourni les cryomécanismes de l'instrument NISP, indispensables pour positionner la roue à filtres (mode imagerie) ou à prismes (mode spectre).
Leur travail continuera tout au long de la mission. D'une part, l'Irfu est très impliqué dans le « segment sol », c'est-à-dire la façon dont les données vont être récupérées, stockées et analysées afin d'être converties en informations exploitables par l'ensemble de la communauté. D'autre part, l'PhT est en charge de la vérification des performances scientifiques d'Euclid, notamment pour la mesure des paramètres décrivant l'équation d'état de la fameuse énergie noire.
Le relevé cosmologique d'Euclid commencera dès janvier 2024 et sera, à n'en pas douter, une source de nombreuses découvertes dans les années à venir…au-delà même de la cosmologie.