Publié le 15 octobre 2024

Euclid : zoom sur la première page du grand atlas cosmique

  • Univers

Le 15 octobre 2024, la mission Euclid de l'ESA a dévoilé le premier morceau de sa grande carte de l'Univers, révélant des millions d'étoiles et de galaxies.
Immense mosaïque de 208 gigapixels contenant 260 observations réalisées entre le 25 mars et le 8 avril 2024 par le télescope spatial européen Euclid.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

L’ESA a dévoilé lors du Congrès International d’Astronautique 2024, qui se tient actuellement à Milan, le premier morceau de la carte du ciel établie par Euclid : une immense mosaïque de 208 gigapixels ! Elle est composée de 260 observations réalisées par Euclid entre le 25 mars et le 8 avril 2024.

Cette vue de l'ensemble du ciel est une superposition de la carte stellaire de Gaia, issue du deuxième catalogue de données publié en 2018, et de la carte des poussières de Planck, datant de 2014. En jaune, L'emplacement et la taille réelle de la mosaïque sur le ciel austral.
© ESA/Euclid/Consortium Euclid/NASA ; ESA/Gaia/DPAC ; ESA/Collaboration Planck | CC BY-SA 3.0 IGO

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La vue ci-dessus de l'ensemble de notre galaxie, la Voie lactée, est une superposition de la carte stellaire de Gaia, issue du deuxième catalogue de données publié en 2018, et de la carte des poussières de Planck, datant de 2014. La « tache » jaune correspond à l'emplacement et la taille réelle de la mosaïque, révélée par Euclid, sur le ciel austral.

En seulement deux semaines, le télescope spatial a ainsi couvert 132 degrés carrés du ciel austral dans les moindres détails. Soit plus de 500 fois la surface de la pleine Lune !

Et pourtant, cette surface ne représente qu’1% de la vaste étude qu'Euclid réalisera sur une période de six ans. Au cours de sa mission, le télescope observera les formes, les distances et les mouvements de milliards de galaxies sur une distance de 10 milliards d'années-lumière. A la clé : la production de la plus grande carte cosmique en 3D jamais réalisée.

1% de l’étude : 14 millions de galaxies

Ce premier morceau de la carte contient déjà quelque 14 millions de galaxies qui pourraient être utilisées pour étudier l'influence cachée de la matière et de l'énergie noirs sur l'Univers. Il contient également des dizaines de millions d'étoiles dans notre propre Voie lactée.

« Cette image étonnante est la première pièce d'une carte qui, dans six ans, révélera plus d'un tiers du ciel. Il ne s'agit que de 1% de la carte, et pourtant elle contient une grande variété de sources qui aideront les scientifiques à découvrir de nouvelles façons de décrire l'Univers », a déclaré Valeria Pettorino, scientifique du projet Euclid à l'ESA.

Les caméras sensibles de la sonde ont capturé un nombre incroyable d'objets dans les moindres détails. En zoomant très profondément dans la mosaïque (cette image est agrandie 600 fois par rapport à la vue complète), permettant notamment de distinguer clairement la structure complexe d'une galaxie spirale.

Aperçu de la mosaïque et des images zoomées publiées par la mission Euclid de l'ESA le 15 octobre 2024.  En haut à gauche, une carte de l'ensemble du ciel (41 000 degrés carrés) est visible avec l'emplacement de la mosaïque d'Euclid dans le ciel austral surligné en jaune. La mosaïque contient 260 observations réalisées entre le 25 mars et le 8 avril 2024.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi; ESA/Gaia/DPAC; ESA/Planck Collaboration | CC BY-SA 3.0 IGO

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Le schéma ci-dessus donne un aperçu de la mosaïque et des images zoomées publiées par la mission Euclid de l'ESA le 15 octobre 2024. En haut à gauche, une carte de l'ensemble du ciel (41 000 degrés carrés) est visible avec l'emplacement de la mosaïque d'Euclid sur le ciel austral surligné en jaune. En haut à droite, le champ de vision d'Euclid lors d'une observation est comparé à la surface de la pleine lune. Au-dessus de chaque image en bas à droite, le facteur de zoom est indiqué (de 3 à 600 fois par rapport à la mosaïque originale).

Zoom x3 : vers la Voie lactée et au-delà !

Zoom x3 | Cette partie du ciel austral montre de nombreuses étoiles de notre Voie lactée et de nombreuses galaxies au-delà.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

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La zone est agrandie trois fois par rapport à la mosaïque entière. Cette partie du ciel austral contient de nombreuses étoiles de notre Voie lactée et de nombreuses galaxies au-delà. Grâce à ses caméras visible et infrarouge, Euclid capture les étoiles dans leurs différentes couleurs : les étoiles rouges sont plus froides, et les étoiles blanches/bleues sont plus chaudes. Sur la droite de l'image, l'amas de galaxies Abell 3381 est visible comme un chapelet de galaxies.

Les régions vides de la mosaïque ont été intentionnellement évitées pendant l'étude en raison de la présence d'étoiles très brillantes qui auraient « aveuglé » les instruments sensibles d'Euclid.

Coordonnées équatoriales RA/DEC : 06:12:50.65 / -35:12:33.44
Coordonnées du ciel galactique GLON/GLAT : 242.16, -22.63
Superficie : 17 degrés carrés

Zoom x12 : NGC 2188 et Abell 3381

Au milieu à gauche, la galaxie spirale NGC 2188 est visible de face à une distance de 25 millions d'années-lumière. Dans le coin supérieur droit, l'amas de galaxies Abell 3381 est maintenant clairement visible, à 678 millions d'années-lumière de nous.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

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La zone visible ci-dessous est agrandie douze fois par rapport à la mosaïque entière. Au milieu à gauche, la galaxie spirale NGC 2188 est visible de face à une distance de 25 millions d'années-lumière. Dans le coin supérieur droit, l'amas de galaxies Abell 3381 est maintenant clairement visible, à 678 millions d'années-lumière de nous.

Coordonnées équatoriales RA/DEC : 06:10:01.48 / -33:49:36.85
Coordonnées du ciel galactique GLON/GLAT : 240.54, -22.75
Superficie : 1.1 sq. deg.

Zoom x36 : l'amas de galaxies Abell 3381

Le noyau de l'amas de galaxies Abell 3381 est visible, à 678 millions d'années-lumière de nous. L'image montre de nombreuses galaxies de formes et de tailles différentes, des galaxies elliptiques massives aux galaxies spirales modestes, en passant par les galaxies naines minuscules et peu lumineuses.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

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Ici, l'image est agrandie 36 fois par rapport à la mosaïque complète. On distingue le noyau de l'amas de galaxies Abell 3381 situé à 678 millions d'années-lumière de nous. L'image montre de nombreuses galaxies de formes et de tailles différentes, des galaxies elliptiques massives aux galaxies spirales modestes, en passant par les galaxies naines minuscules et peu lumineuses.

Coordonnées équatoriales RA/DEC : 06:10:05.23 / -33:31:12.91
Coordonnées du ciel galactique GLON/GLAT : 240.229, -22.641
Superficie : 0.12 sq. deg.

Zoom x150 : Abell 3381 et des galaxies en interaction

À gauche de l'image, Euclid a capturé deux galaxies (appelées ESO 364-G035 et G036) qui interagissent l'une avec l'autre. A droite de l'image, l'amas de galaxies Abell 3381.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

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Cette image montre une zone de galaxies en interaction dans le ciel. La zone est agrandie 150 fois par rapport à la mosaïque complète. À gauche de l'image, Euclid a capturé deux galaxies (ESO 364-G035 et G036) qui interagissent l'une avec l'autre, à 420 millions d'années-lumière de la Terre. Sur la droite de l'image, l'amas de galaxies Abell 3381 est visible, à 678 millions d'années-lumière de nous.

Coordonnées équatoriales RA/DEC : 06:10:01.48 / -33:49:36.85
Coordonnées du ciel galactique GLON/GLAT : 240.54, -22.75
Superficie : 0.007 degrés carrés

Zoom x600 : la galaxie spirale ESO 364-G036

La galaxie spirale ESO 364-G036,située à 420 millions d'années-lumière de la Terre. 0,0003% de la mosaïque initiale de 208 gigapixels.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

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L'image ci-dessus est agrandie 600 fois par rapport à la mosaïque complète. Le zoom est tel qu'une seule galaxie spirale est visible, dans les moindres détails ! Il s'agit d'ESO 364-G036, située à 420 millions d'années-lumière de la Terre. Cette image montre 0,0003% de l'image initiale de 208 gigapixels, soit 1/330 000 de la surface de la mosaïque principale d'Euclid.

Coordonnées équatoriales RA/DEC : 06:10:05.23 / -33:31:12.91
Coordonnées du ciel galactique GLON/GLAT : 240.229, -22.641
Superficie : 0.0004 degrés carrés

Cirrus galactiques

Immense mosaïque de 208 gigapixels contenant 260 observations réalisées entre le 25 mars et le 8 avril 2024 par le télescope spatial européen Euclid.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi | CC BY-SA 3.0 IGO

Une particularité visible dans la mosaïque est la présence de nuages peu lumineux entre les étoiles de notre propre galaxie, qui apparaissent en bleu clair sur le fond noir de l'espace. Il s'agit d'un mélange de gaz et de poussière, également appelé « cirrus galactique ». Euclid est capable de déceler ces nuages avec sa caméra super sensible à la lumière visible parce qu'ils reflètent la lumière optique de la Voie lactée.

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Coordonnées équatoriales RA/DEC : 06:10:05.23 / -33:31:12.91
Coordonnées du ciel galactique GLON/GLAT : 246.7, -24.7
Superficie : 132 degrés carrés

Détails techniques :
Cette image couleur a été obtenue en combinant les données de l'instrument VIS et la photométrie de l'instrument NISP dans les bandes Y et H. VIS et NISP permettent d'observer les sources astronomiques dans quatre gammes de longueur d'onde différentes. Des choix esthétiques ont conduit à la sélection de trois de ces quatre bandes pour les couler dans les canaux de couleur traditionnels rouge-vert-bleu utilisés pour représenter les images sur nos écrans numériques (RVB). Les canaux bleu, vert et rouge capturent l'Univers vu par Euclid autour de la longueur d'onde de 0,7, 1,1 et 1,7 micron respectivement. Sur l'image, les étoiles présentent six pointes proéminentes dues à l'interaction de la lumière avec le système optique du télescope dans le processus de diffraction.

La mosaïque publiée ce 15 octobre est un avant-goût de ce que nous réserve la mission Euclid. Depuis le démarrage des observations scientifiques de routine en février dernier, 12 % de l'étude a été réalisée. La publication de 53 degrés carrés de l'étude, y compris un aperçu des zones du champ profond d'Euclid, est prévue pour mars 2025.

Ces magnifiques images permettent de partager une partie de ce que l'on découvre chaque jour, au CNES, en traitant les images téléchargées chaque nuit. Les équipes du CNES et du segment sol du consortium Euclid (SGS) sont en train de finaliser le traitement des données pour la publication de mars 2025, qui s'annonce déjà exceptionnelle !

Pierre Casenove, chef de projet segment sol Euclid au CNES

Les données cosmologiques de la première année de la mission seront ensuite mises à la disposition de la communauté scientifique en 2026.

La base de données Euclid regorgera de sources pour l'ensemble de la communauté astronomique mondiale pour des décennies et constituera un réservoir d'objets astronomiques nouveaux pour des observations futures.

Le rôle du CNES et de la France dans la mission Euclid

Pour réaliser ce colossal travail de cartographie, Euclid est équipé de 2 instruments, un spectrophotomètre proche infrarouge appelé NISP (Near Infrared Spectro Photometer) et un imageur travaillant dans le domaine visible, l’instrument VIS (VISible Instrument), développés par un consortium international dirigé par la France, plus précisément par l’Institut d’Astrophysique de Paris (IAP/CNRS). Le consortium Euclid regroupe plus de 2 200 personnes (dont 425 en France) réparties dans environ 250 laboratoires (dont 40 en France) de 16 pays.

Le CNES contribue au financement des activités de 13 laboratoires ou instituts français impliqués dans le consortium et est en charge du traitement des données au sein du segment sol de la mission.