Détections de galaxies lointaines dans deux amas de galaxies

Le programme Early Release Observations (ERO) a pour but de démontrer les capacités d’Euclid dans divers champs de recherche.

Euclid a par exemple démontré sa capacité à détecter des galaxies très lointaines, à haut redshift, dans deux champs centrés autour de deux amas de galaxies (Abell 2390 et Abell2764) qui par leur masse et celle de la matière noire qu’ils abritent, produisent des effets de lentilles gravitationnelles grossissant et déformant les galaxies en arrière-plan.

En utilisant à la fois l’instrument visible VIS et l’instrument infrarouge NISP d’Euclid, les astronomes ont pu produire un catalogue photométrique pour 500 000 sources, 250 000 pour chacun des deux champs centrés sur les deux amas. 30 galaxies de type Lyman-break situées à un redhift z>6 ont été repérées par Euclid dans ces champs.

Normalement, les photons ultraviolets (longueur d’onde < 91,2 nm) émis par une galaxie finissent par être absorbés par l’hydrogène éventuellement présent sur la ligne de visée (limite de Lyman), les rendant invisibles dans cette gamme d’ultraviolets (Lyman break). Cependant, l’expansion de l’Univers rougit les galaxies (redshift) par effet Doppler, si bien que les galaxies très lointaines deviennent invisibles non plus en ultraviolet mais dans le domaine visible. Il est alors nécessaire d’utiliser un instrument infrarouge, comme NISP, pour les détecter. Une source visible avec NISP mais invisible avec VIS est probablement une galaxie de type Lyman-break.

En analysant les déformations des galaxies d’arrière-plan par les lentilles gravitationnelles fortes (déformations en cercles ou arcs, ou images multiples de galaxies bien identifiées) et faibles (déformations mineures détectables de façon statistique sur un grand nombre de sources) produites par différentes portions de l’amas Abell 2390, dans les observations d’Euclid, les astronomes ont pu démontrer que le télescope spatial permet d’obtenir une meilleure estimation de la masse d’un amas de galaxies qu’auparavant.

Euclid a également montré sa capacité à détecter des amas de galaxies à des redshifts z>0,6.

L’analyse de la lumière intra-amas, traçant les interactions entre les galaxies d’un amas de galaxies, permet de retracer l’évolution de celui-ci et de cartographier la distribution de matière noire au sein de l’amas. Les observations d’Abell 2390 et Abell 2764 ont montré que le satellite Euclid rendait possible une compréhension plus précise de ces deux points que ce que permettaient ses prédécesseurs.

Pour en savoir plus :

A preview of the Euclid era through a galaxy cluster magnifying lens, H. Atek et al., Astronomy & Astrophysics, 2024

Observations précises des structures internes et externes de 6 galaxies proches

Des observations de 6 galaxies proches (de 0,5 Megaparsecs à 8,8 Megaparsecs) ont été effectuées par Euclid dans le cadre du programme Early Release Observations. Les cibles de cette observation de démonstration de capacités sont 3 galaxies naines (Holmberg II, IC 10 et NGC 6822) et 3 galaxies spirales (IC 342, NGC 2403 et NGC 6744). Ces observations démontrent qu’Euclid est capable d’étudier précisément les populations d’étoiles et d’amas globulaires à l’intérieur des galaxies proches.

Les observations ont montré qu’après avoir isolé les informations des galaxies observées des étoiles de la Voie Lactée en avant-plan et des galaxies en arrière-plan, il est possible, avec les données photométriques précises fournies par Euclid, de démêler les populations d’étoiles dans la galaxie observée entre jeunes étoiles, géantes de la branche asymptotiques et géantes de la branche des géantes rouges.

Une étude focalisée sur la galaxie spirale NGC 6744 a également permis de retrouver l’ensemble de ses amas globulaires et galaxies naines satellites connues, et de révéler la présence d’une nouvelle galaxie naine sphéroïde satellite, située au bout de l’un de ses bras spiraux. De potentiels nouveaux amas globulaires sont apparus dans les données obtenues de la galaxie spirale NGC 2403.

Ces observations montrent bien qu’Euclid permet d’aller plus loin que ce qu’il était déjà possible de faire avec ses prédécesseurs en matière d’étude approfondie des structures internes et externes des galaxies proches.

Ces observations font partie du programme Early Release Observations (ERO).

Pour en savoir plus :

Deep anatomy of nearby galaxies, L. K. Hunt et al., Astronomy & Astrophysics, 2024

Une naine brune solitaire et 6 objets solitaires de masses planétaires observés dans l’amas d’étoiles σOrionis

Des planètes sans étoiles ont été découvertes dans de jeunes amas d’étoiles : ont-elles été éjectées de leurs systèmes ou bien se sont-elles formées comme des étoiles ?

C’est à cette question qu’Euclid pourrait répondre. En ce sens, des observations de démonstration de capacités ont été effectuées dans la région autour de l’amas d’étoiles σOrionis âgé de 1 à 5 millions d’années et la fameuse nébuleuse de la tête de cheval. 7 objets solitaires de masse sub-stellaire (1 naine brune de classe M5,5 et objets de masses planétaires de classes spectrales L0,5 à L4,5) déjà connus ont été observés afin d’affiner la fonction de masse initiale (IMF) des étoiles jusqu’à des masses bien plus petites que précédemment. L’IMF permet de savoir combien d’étoiles de chaque catégorie de masse sont censées se former dans un amas d’étoiles. Euclid permet d’étendre cette fonction jusqu’à des masses d’objets aussi petites que 4 fois la masse de Jupiter. D’après les données obtenues, il ne semble pas y avoir de rupture dans la distribution entre les objets de classe naine brune et les corps planétaires de quelques masses de Jupiter.

En tout, 5 observations de démonstrations de ce type sont prévues dans les régions suivantes : 

• L’amas d’étoiles NGC1333 dans la constellation de Persée,
• La nébuleuse Barnard 30,
• La nébuleuse Barnard 33 et l’amas d’étoiles NGC2023, partie de σOrionis (la zone étudiée dans la publication décrite ici),
• Les zones obscures de la nébuleuse Messier 78,
• Une zone comportant plusieurs nébuleuses obscures dans la région du Taureau.

Ces observations font partie du programme Early Release Observations (ERO).

Pour en savoir plus :

A glance at free-floating new-born planets in the sigma Orionis cluster, E. L. Martín et al., Astronomy & Astrophysics, 2024