Les premières images d’Euclid

• Le télescope spatial Euclid de l’ESA a dévoilé ses premières images en couleurs, montrant qu’il est prêt à capturer avec netteté de vastes portions du ciel en une seule fois afin de construire la plus grande carte 3D de l’Univers
• Au cours des six prochaines années, il observera des milliards de galaxies jusqu’à 10 milliards d’années-lumière de distance afin de suivre les traces laissées par la matière noire et l’énergie noire dans l’Univers visible
• Les cinq images publiées incluent l’amas de Persée, IC 342, NGC 6822, NGC 6397 et la nébuleuse de la Tête de Cheval, en saisissant avec une grande netteté à la fois des étoiles brillantes et de faibles galaxies d’arrière-plan
• L’image de l’amas de Persée a capturé 1 000 galaxies de l’amas ainsi que plus de 100 000 galaxies d’arrière-plan, dont certaines sont si lointaines que leur lumière mettrait 10 milliards d’années à atteindre la Terre
• Euclid doit commencer ses observations scientifiques régulières début 2024, sonder un tiers du ciel pendant six ans et publier ses données chaque année via les Astronomy Science Archives

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Les premières performances d’observation montrées par Euclid

• Euclid de l’ESA a dévoilé ses premières images spatiales en couleurs
• Jusqu’à présent, aucun télescope n’avait pu produire des images astronomiques aussi nettes sur une zone aussi vaste du ciel tout en observant l’Univers lointain
• Ces cinq images montrent qu’Euclid est prêt à réaliser la carte 3D de l’Univers la plus étendue jamais produite
• La grande force d’Euclid est sa capacité à générer en une seule observation des images en lumière visible et en infrarouge très nettes sur une large zone
• Il peut saisir à la fois des étoiles brillantes et de faibles galaxies, tout en conservant sa netteté même lorsqu’on agrandit des galaxies lointaines

Suivre la matière noire et l’énergie noire

• La mission d’Euclid est d’étudier comment la matière noire et l’énergie noire ont façonné l’Univers tel qu’il apparaît aujourd’hui
• Il semble que 95 % de l’Univers soit constitué de ces composantes « sombres », mais elles ne provoquent que des changements très subtils dans l’apparence et le mouvement des objets visibles, ce qui rend leur nature difficile à comprendre
• La matière noire attire les galaxies et les fait tourner plus vite que ne le permettrait la seule matière visible
• L’énergie noire est à l’origine de l’expansion accélérée de l’Univers
• Au cours des six prochaines années, Euclid prévoit d’observer la forme, la distance et le mouvement de milliards de galaxies jusqu’à 10 milliards d’années-lumière afin de révéler les effets « sombres » laissés dans l’Univers visible

Les cinq premiers objets observés

• Amas de Persée

  • La vue de l’amas de galaxies de Persée par Euclid montre 1 000 galaxies appartenant à l’amas de Persée, ainsi que plus de 100 000 galaxies d’arrière-plan plus lointaines
  • Beaucoup de galaxies faibles n’avaient jamais été observées auparavant, et certaines sont si éloignées que leur lumière mettrait 10 milliards d’années à atteindre la Terre
  • Persée se situe à environ 240 millions d’années-lumière de la Terre et constitue l’une des structures les plus massives connues de l’Univers
  • Cartographier la répartition et la forme de l’amas permettra de mieux comprendre comment la matière noire a façonné l’Univers visible actuel
  • Les astronomes ont montré que des amas comme Persée ne peuvent se former que si la matière noire existe dans l’Univers

• Galaxie spirale IC 342

  • La vue de la galaxie spirale IC 342 par Euclid montre IC 342, également connue sous le surnom de « Hidden Galaxy » ou Caldwell 5
  • Grâce à ses observations infrarouges, Euclid a déjà révélé des informations importantes sur les étoiles de cette galaxie semblable à la Voie lactée

• Galaxie irrégulière NGC 6822

  • La vue de la galaxie irrégulière NGC 6822 par Euclid montre la galaxie naine irrégulière NGC 6822, parmi les premiers objets observés par Euclid
  • La plupart des galaxies de l’Univers primitif n’avaient pas la forme ordonnée des galaxies spirales, mais étaient petites et irrégulières
  • Ces galaxies sont des composants de galaxies plus grandes comme la Voie lactée, et NGC 6822 se trouve à environ 1,6 million d’années-lumière de la Terre

• Amas globulaire NGC 6397

  • La vue de l’amas globulaire NGC 6397 par Euclid montre l’amas globulaire NGC 6397
  • NGC 6397 est le deuxième amas globulaire le plus proche, à environ 7 800 années-lumière de la Terre
  • Un amas globulaire est un ensemble de plusieurs centaines de milliers d’étoiles liées par la gravité
  • À l’heure actuelle, en dehors d’Euclid, aucun télescope n’est capable d’observer en une seule fois l’ensemble d’un amas globulaire tout en distinguant les nombreuses étoiles qu’il contient
  • Ces étoiles faibles permettent de mieux comprendre l’histoire de notre galaxie et la localisation de la matière noire

• Nébuleuse de la Tête de Cheval

  • La vue de la nébuleuse de la Tête de Cheval par Euclid montre en grand angle et avec beaucoup de détails la nébuleuse de la Tête de Cheval, située dans Orion
  • La nébuleuse de la Tête de Cheval est aussi connue sous le nom de Barnard 33
  • Les scientifiques espèrent y trouver, dans cette région de formation stellaire, de faibles planètes de masse jovienne jusqu’ici invisibles, de jeunes naines brunes et de jeunes étoiles

Les résultats scientifiques à venir

• Ces premières images montrent que le télescope et les instruments d’Euclid fonctionnent très bien
• Les astronomes pourront utiliser Euclid pour étudier la distribution de la matière dans l’Univers et son évolution aux plus grandes échelles
• Observer à plusieurs reprises de larges zones du ciel avec une telle qualité permettra de voir les parties sombres et cachées de l’Univers
• Chaque image contient déjà une grande quantité de nouvelles informations sur l’Univers proche
• Dans les mois à venir, les scientifiques du Euclid Consortium analyseront ces images et publieront une série d’articles scientifiques dans Astronomy & Astrophysics, accompagnés de travaux sur les objectifs scientifiques d’Euclid et les performances de ses instruments
• Au-delà de la matière noire et de l’énergie noire, les images d’Euclid fournissent aussi des informations sur la physique des étoiles et des galaxies prises individuellement

Observations régulières et publication des données

• Euclid a été lancé le 1er juillet 2023 à 17:12 CEST depuis la Cape Canaveral Space Force Station, en Floride, aux États-Unis, à bord d’une fusée SpaceX Falcon 9, en direction du point de Lagrange 2 Soleil-Terre
• Pendant les mois qui ont suivi le lancement, scientifiques et ingénieurs ont intensivement testé et étalonné les instruments scientifiques d’Euclid
• L’équipe procède actuellement aux derniers réglages fins du vaisseau spatial avant le début des observations scientifiques régulières, prévu début 2024
• Pendant six ans, Euclid doit sonder un tiers du ciel avec une précision et une sensibilité sans précédent
• Au fil de la mission, les données d’Euclid seront publiées chaque année et mises à disposition de la communauté scientifique mondiale via les Astronomy Science Archives, hébergées par l’ESA European Space Astronomy Centre en Espagne

Composition de la mission

• Euclid est une mission européenne construite et exploitée par l’ESA, avec une contribution de la NASA
• Le Euclid Consortium réunit plus de 2 000 scientifiques issus de 300 instituts dans 13 pays européens, ainsi qu’aux États-Unis, au Canada et au Japon
• Ce consortium est chargé de fournir les instruments scientifiques et d’analyser les données scientifiques
• L’ESA a sélectionné Thales Alenia Space comme maître d’œuvre pour la construction du satellite et du module de service
• Airbus Defence and Space est chargé du développement du module de charge utile, y compris le télescope
• La NASA fournit les détecteurs du Near-Infrared Spectrometer and Photometer, NISP
• Euclid est une mission de classe moyenne du Cosmic Vision Programme de l’ESA

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• « Cette image montre la Lune superposée à une image du ciel enregistrée simultanément par les 36 détecteurs de l’instrument VIS d’Euclid »
  https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2023/11/Euclid_s_w...
  Ça vaut le clic

  • Si on photographie la Lune avec un télescope grand champ à la maison, on obtient un angle de vue similaire, mais pas ce niveau de performance
    Ajouter encore quelques zéros et quelques virgules au prix aiderait sans doute
  • Une sphère contient environ 41 000 degrés carrés, donc avec les expositions de 0,7°x0,7° d’Euclid, il faudrait à peu près 82 000 images pour couvrir tout le ciel
    Le plan est d’en photographier environ un tiers
  • Superbe. C’est l’une des rares images qui donnent vraiment une intuition visuelle de la quantité de choses qu’il y a dans l’univers

• Je me demande quels avantages Euclid a par rapport à Webb
  Et le point de Lagrange où se trouvent Webb et d’autres engins commence-t-il à être un peu encombré ?

  • Ce n’est pas qu’un des deux soit meilleur, c’est qu’ils ont été conçus pour des objectifs différents
    Euclid est un télescope de relevé pour l’étude de la matière noire, avec un large champ de vision pour produire une carte du ciel dans toutes les directions. Le JWST est davantage axé sur l’exploration de l’univers primordial, avec un miroir primaire plus grand pour capter davantage de lumière, ainsi que d’autres capacités
    Euclid a un miroir primaire bien plus petit, et ses capacités spectroscopiques sont plus limitées que celles du JWST. Il n’a pas besoin de toutes les mêmes fonctions sophistiquées. Il observe aussi moins bien que Webb dans l’infrarouge lointain
    En revanche, avec son grand champ de vision et une résolution photométrique des couleurs et spectroscopique suffisante, il est bien adapté à sa mission d’origine, qui consiste à mesurer la forme, la position et le décalage vers le rouge des galaxies nécessaires à l’étude de la matière noire
  • Euclid est un télescope de relevé, donc il est plus proche du télescope Nancy Grace Roman, qui pourrait être lancé vers 2027
    https://www.nasa.gov/missions/roman-space-telescope/nasas-ro...
    Et l’an prochain est aussi prévu le Vera Rubin Observatory, un télescope de relevé du ciel basé au sol. Ce qui est intéressant avec lui, c’est qu’il produira une quantité énorme de données, détectera par traitement si des objets du ciel ont changé de luminosité ou de position au fil du temps, puis enverra des alertes aux scientifiques ou à toute personne intéressée
    https://www.lsst.org/
  • Le JWST n’observe que dans l’infrarouge et a un champ de vision étroit
    Euclid est en grand angle et dispose à la fois de capacités en lumière visible et en infrarouge
  • Euclid dispose d’un imageur visible et d’un spectromètre/photomètre proche infrarouge. Webb est entièrement dans l’infrarouge
    Donc même en observant les mêmes structures ou objets, leurs missions ne se recouvrent pas
    Et l’univers est immense. L’orbite L2 est gigantesque et les sondes sont minuscules en comparaison, donc dans aucun sens on ne peut vraiment dire que c’est encombré
  • C’est un peu comme demander quels avantages un scanner à plat a sur un appareil Polaroid. Les deux captent la lumière, mais l’optique et l’objectif sont différents
    Pour reprendre un commentaire précédent : https://news.ycombinator.com/item?id=36558940
    Euclid est un télescope spatial de relevé du ciel profond. Comme beaucoup de télescopes spatiaux, il est conçu pour fonctionner à froid (-140C) afin de voir dans des bandes infrarouges inaccessibles aux télescopes au sol. Comme instrument de relevé du ciel, il a un champ de vision plus large que Webb : 0,5 degré carré contre 0,0025 degré carré
    Il fait aussi figure de successeur du télescope spatial astrométrique Gaia de l’ESA. Gaia a observé tout le ciel jusqu’à la magnitude apparente 20, en lumière de 320–1000 nm, tandis qu’Euclid observe 15 000 degrés carrés du ciel non masqués par la Voie lactée jusqu’à la magnitude apparente 24,5, en lumière de 550-2000 nm. Il voit donc des objets plus faibles et plus décalés vers le rouge. Point amusant, Gaia comme Euclid sont tous deux fabriqués en grande partie en carbure de silicium, y compris le banc optique et les miroirs, ce qui semble être devenu une spécialité de l’ESA
    Autre comparaison : le premier relevé du ciel Sloan utilisait un télescope au sol de 2,5 m, bien plus grand qu’Euclid, et n’a photographié en 5 ans que 8 000 degrés carrés jusqu’à la magnitude apparente 22,2, seulement jusqu’à 893 nm. Là aussi, Euclid peut voir des objets plus faibles et plus décalés vers le rouge
    Les images diffusées à la presse montrent cette fois des objets vastes et spectaculaires comme des nébuleuses ou des galaxies proches. Mais, ironiquement, dans la mission d’Euclid, ce sont des obstacles. Ils bloquent en effet les faibles taches d’arrière-plan qu’il faut réellement capturer. C’est un peu comme des nuages qui passent devant une montagne qu’on veut photographier. Pour les imager, il faudrait envoyer un autre télescope à 1 000 années-lumière de distance, ou attendre encore quelques milliers d’années que le Soleil se déplace le long de l’orbite galactique et qu’ils s’écartent
    Pour des raisons de stabilité, le vaisseau ne reste pas immobile au centre de L2 : il orbite autour. Voici un schéma de l’orbite du JWST : https://i.stack.imgur.com/sBH2i.png une ellipse courbée de 1,6 million de km sur son grand axe, bien plus grande que l’orbite lunaire. On pourrait y placer 3 millions de télescopes en les espaçant chacun de 1 km

• Au début, j’allais dire « cette image a beaucoup trop de bruit », puis j’ai été surpris d’apprendre que tous ces points sont en fait des étoiles

  • Ce ne sont pas des étoiles, ce sont des galaxies

• L’image de l’amas de Persée est toujours aussi écrasante. La Terre n’est qu’un minuscule point dans un système solaire au sein d’une immense galaxie spirale, et cette seule image contient déjà des dizaines de galaxies
  « Il est difficile de parler de l’Univers sans employer de grands nombres. Dans la série télévisée Cosmos, j’ai prononcé plusieurs fois le mot “billion”. Beaucoup, beaucoup de gens ont vu cette série. Mais je n’ai jamais dit “billions and billions”. D’abord, c’est trop imprécis. “Billions and billions”, combien cela fait-il ? Quelques milliards ? Des dizaines de milliards ? 20 milliards ? 100 milliards ? “Billions and billions” est assez vague. Quand nous avons révisé et mis à jour la série, nous avons vérifié, et en effet je n’ai jamais dit cela. »
  ― Carl Sagan, Billions & Billions: Thoughts on Life & Death at the Brink of the Millennium

  • La blague récurrente, c’était : « Nous allons voyager à travers des billions and billions de kilomètres cubes de matière stellaire »
  • Quelqu’un a peut-être aussi mal cité une phrase avec “billions of billions”

• Existe-t-il quelque chose comme de la science citoyenne à laquelle on puisse participer avec ce type de dataset ? En zoomant sur la vue de l’amas de Persée par Euclid, on voit des choses assez étranges :-)

  • Une méthode populaire de science citoyenne consiste à télécharger toutes les images avec wget/curl et à écrire un script de hacker classique qui les superpose
    Une fois toutes les images alignées, seules les comètes restent comme objets en mouvement, et beaucoup de comètes ont ainsi été découvertes. Il n’est pas nécessaire que ce soit une comète : on peut aussi trouver des astéroïdes ou la planète X de cette manière. Si la direction ou la vitesse du point change au cours de l’enquête, cela pourrait même être des extraterrestres !!!!
    Ce qui est intéressant, c’est que lorsqu’un groupe obtient du temps de télescope, il a généralement un objectif précis, et les images sont d’abord étudiées dans cette optique. Il peut y avoir dans ces images d’autres trésors qui dépassent l’intention d’origine, et qui ne se révèlent qu’en les observant plus longtemps ou en les combinant avec d’autres images ou collections
    Selon ses centres d’intérêt, on peut chercher les images du même objet prises par tous les télescopes imaginables et faire des choses amusantes, ou trouver les images d’un même télescope dans l’ordre chronologique pour faire apparaître quelque chose
  • Tu parles peut-être de ceci ?
    https://news.ycombinator.com/item?id=38177815

• « Les astronomes ont montré que des amas de galaxies comme Persée ne peuvent se former que s’il existe de la matière noire dans l’Univers. »
  Y a-t-il quelqu’un du côté de MOND qui puisse dire ce qu’il pense d’Euclid ? Je n’ai pas les bases suffisantes pour bien comprendre, mais lire ici des spéculations MOND est toujours amusant

• …même le plus petit point est immense…

  • J’ai l’impression que je ne comprendrai jamais vraiment l’idée que « tous ces petits trucs allongés et brillants en arrière-plan qu’on remarque à peine ? Ce sont chacun des galaxies »
    L’amas de Persée contient des milliers de galaxies. Chacune de ces petites choses sur la photo est d’une taille inconcevable

• Je ne vois pas bien le lien entre l’objectif affiché d’Euclid — « étudier comment la matière noire et l’énergie noire ont façonné l’Univers tel qu’il apparaît aujourd’hui » — et ces images
  En quoi les données présentées ici aident-elles à étudier la matière noire et l’énergie noire, qui ne sont pas dans les données elles-mêmes ?

  • Le site web d’Euclid donne une explication correcte. Par exemple, https://www.euclid-ec.org/public/core-science mentionne deux méthodes
    L’instrument visible utilise l’effet de lentille gravitationnelle faible. Comme cet instrument a une résolution plus élevée que l’instrument infrarouge, il permet de mesurer avec une très grande précision la forme des galaxies et d’étudier statistiquement les déformations de forme produites par la lentille faible due à la matière noire et à la matière ordinaire directement observable
    L’instrument proche infrarouge utilise le regroupement des galaxies pour calculer la distance aux galaxies à partir du décalage vers le rouge, puis cartographier la distribution 3D des galaxies afin de la comparer à des simulations, etc. Cette page contient aussi de bonnes illustrations montrant plusieurs relevés et simulations : https://www.euclid-ec.org/euclid-core-science
    Le blog contient davantage d’informations : https://www.euclid-ec.org/blog
    Ces images ne sont que des images de première lumière. Il est difficile de dire que la nébuleuse Tête de Cheval ou les amas globulaires font partie de la mission scientifique centrale d’Euclid. Pour mener la véritable science centrale, il faudra prendre bien plus d’images et de spectres au cours des prochaines années, et il faudra énormément plus de données
  • Ce sont des images de démonstration initiales. Euclid a connu un démarrage difficile, mais il est maintenant prêt à être utilisé

• Pourquoi y a-t-il autant de points violets, et pourquoi font-ils tous la même taille ?

  • Tu parles peut-être de ce que la description de l’image appelle des fantômes ?

    Une autre trace propre à l’optique spéciale d’Euclid est la présence de quelques zones circulaires très faibles, petites et floues, de couleur bleu pâle. Il s’agit d’artefacts normaux apparaissant dans un système optique complexe, appelés « fantômes optiques ». Ils peuvent être facilement identifiés lors de l’analyse des données et ne posent aucun problème pour les objectifs scientifiques

  • https://twitter.com/akira_doe/status/1721886699863834770

• À ce stade, n’est-il pas probable qu’il existe d’autres civilisations là-dehors ? Il y a tellement de systèmes stellaires qu’il est difficile d’imaginer que nous soyons les seuls.

  • Plutôt que de ne considérer que des organismes organiques à base de carbone piégés sur des planètes rocheuses, il est plus intéressant de réfléchir à ce que pourrait être la vie en dehors de ce cadre.
    Par exemple, à quoi ressembleraient des formes de vie à l’échelle interplanétaire, ou quelque chose de proche d’un cerveau de Boltzmann, dont l’équivalent de l’influx nerveux humain mettrait des minutes ou des jours à traverser le vide spatial ?
    Et une vie fondée sur la matière noire ? Si la matière noire constitue 95 % de l’univers, ne pourrait-il pas exister une physique, une biologie et une technologie entièrement différentes, basées sur elle ? Des entités intelligentes de matière noire sont peut-être en train de spéculer sur ces 5 % mystérieux de l’univers qui interagissent bizarrement avec des champs électriques et magnétiques oscillants.
    Je sais que c’est peu probable, et qu’avec une taille d’échantillon de n=1 nous ne pouvons être sûrs que de la vie organique, et que le mieux à faire est de chercher une vie similaire. Malgré tout, j’aime imaginer que si, dans quelques milliers ou quelques millions d’années, on découvre un autre type de vie, il deviendra évident pour tout le monde que la vie existe sous toutes les formes possibles, et qu’on se moquera des humains du XXIe siècle qui croyaient que seul le carbone pouvait s’autorépliquer et penser.
  • C’est une idée fascinante, mais tant qu’on ne connaît pas la probabilité d’apparition de la vie, cette question reste sans réponse. Tout ce que nous savons, c’est 0.
  • Personnellement, je suis convaincu à 100 % qu’il existe une vie extraterrestre.
    Une vie intelligente ? Probablement. Si la vie existe, elle apparaîtra sans doute dans une certaine proportion.
    Une vie intelligente qui a suffisamment maîtrisé l’exploration spatiale pour pouvoir, en théorie, communiquer avec nous si les deux camps regardent au bon endroit ? J’en suis moins sûr. Avec une taille d’échantillon de 1, on ne peut rien affirmer.
    Une civilisation capable de voyager dans l’espace suffisamment proche pour permettre un contact physique réel sans que le voyage prenne plusieurs générations ? Peu probable.
  • Il est aussi possible que nous fassions partie des civilisations relativement précoces. L’univers que nous connaissons est encore assez jeune, et la Terre a existé pendant une part significative de sa durée totale ; de plus, il a d’abord fallu que des éléments lourds soient produits avant que la Terre puisse se former.
    En fin de compte, on peut s’attendre à ce que l’univers soit rempli de matière dotée d’intention.
  • Ou bien, comme Elon l’a dit autrefois, la vie est peut-être aussi exceptionnelle que cela. J’aimerais quand même que quelqu’un fasse une analyse bayésienne de la recherche de vie sur des planètes ou dans des galaxies. Dit à voix haute, ça sonne assez étrange, mais nous sommes en pratique en train de regarder l’infini.
    Donc oui, la vie existe probablement là-dehors. Mais ce « là-dehors » peut être très, très loin. Peut-être à des millions d’années-lumière. Autrement dit, même dans un univers contenant des milliards de galaxies et des milliards d’étoiles dans chaque galaxie, il est tout à fait possible que la vie ne soit pas si fréquente. Rencontrer des éléments autres que H/He serait déjà en soi une découverte ordinaire rare, et ce serait d’autant plus vrai pour des éléments plus loin dans le tableau périodique, nécessaires à une vie comme la nôtre.
    Bien sûr, il y a énormément de choses que nous ignorons. La matière noire, par exemple, mais aussi les antiprotons/positrons/antineutrons/*, etc. Il existe peut-être une vie fondée sur l’antimatière, comme l’anticarbone. Il ne vaudrait mieux pas que nous les rencontrions : si un corps à base de carbone entrait en contact avec un corps à base d’anticarbone, ils s’annihileraient en libérant une énergie colossale.