ESA’s Euclid mission delivers its first scientific results
28 mai 2024
On Thursday May 23, 2024, the Euclid consortium, including scientists from Paris Observatory - PSL, publishes its first scientific papers based on observations made by the Euclid space telescope, as well as a new set of 5 breathtaking images.
A series of 10 scientific papers published simultaneously gives an insight into the unprecedented power of the Euclid space telescope, whose ultimate aim is to provide the most accurate map of our Universe over time.
During a phase of preliminary observations, a number of scientifically exciting targets have been investigated by Euclid Collaboration scientists, including :
the search for floating planets,
the population of globular clusters around nearby galaxies,
the discovery of new dwarf galaxies with low surface luminosity,
the distribution of dark matter and intracluster light in galaxy clusters,
or lenticular galaxies magnified at high time lag.
In the run-up to the mission, the satellite’s scientific and instrumental capabilities are demonstrated for the second time. Five new never-before-seen views of the Universe are published by ESA’s Euclid mission consortium :
Cette image époustouflante met en scène Messier 78, une pouponnière d’étoiles très lumineuse enveloppée de poussière interstellaire.
Euclid a scruté en profondeur cette pouponnière à l’aide de sa caméra infrarouge, exposant pour la première fois des régions cachées de formation d’étoiles, cartographiant ses filaments complexes de gaz et de poussière avec un niveau de détail sans précédent, et découvrant des étoiles et des planètes nouvellement formées. Les instruments d’Euclid peuvent détecter des objets ayant seulement quelques fois la masse de Jupiter, et ses "yeux" infrarouges révèlent plus de 300 000 nouveaux objets rien que dans ce champ de vision. Les scientifiques utilisent ce jeu de données pour étudier la quantité et la fraction d’étoiles et d‘objets plus petits (substellaires) trouvés ici – des éléments clés pour comprendre la dynamique de la formation et de l’évolution des populations d’étoiles au fil du temps.
Sur cette image, Euclid met en scène NGC 6744, l’archétype du type de galaxies responsable de la formation de la plupart des étoiles dans l’Univers local.
Le grand champ de vision d’Euclid couvre l’ensemble de la galaxie, capturant non seulement la structure spirale à plus grande échelle, mais aussi des détails exquis à de petites échelles spatiales. Cela inclut des bandes de poussière ressemblant à des plumes qui émergent sous forme "d’éperons" des bras spiraux, montrées ici avec une clarté incroyable. Les scientifiques utilisent ce jeu de données pour comprendre comment la poussière et le gaz sont liés à la formation des étoiles ; cartographier comment différentes populations d’étoiles sont réparties à travers les galaxies et où les étoiles se forment actuellement ; et démêler la physique à l’origine de la structure des galaxies spirales, qui n’est toujours pas totalement comprise après des décennies d’études.
L’image Euclid de l’amas de galaxies Abell 2390 révèle plus de 50 000 galaxies et est une belle illustration de l’effet de lentille gravitationnelle avec des arcs courbes géants sur le fond du ciel –certains sont en fait de multiples vues d’un même objet lointain.
Euclid utilisera ces effets de lentille (par lesquels la lumière qui nous vient des galaxies lointaines est courbée et déformée par la gravité) comme technique clé pour étudier l’Univers sombre, en mesurant indirectement la quantité et la distribution de matière sombre dans les amas de galaxies et ailleurs. Les scientifiques d’Euclid étudient également comment la masse et le nombre d’amas de galaxies ont changé au fil du temps, révélant ainsi davantage sur l’histoire et l’évolution de l’Univers.
Cette vue montre l’amas de galaxies Abell 2764 (en haut à droite), qui comprend des centaines de galaxies au sein d’un vaste halo galactique de matière sombre.
Euclid capture de nombreux objets dans cette zone du ciel, y compris des galaxies en arrière-plan, des amas plus lointains et des galaxies en interaction projetant des trainées et des coquilles d’étoiles. Cette vue complète d’Abell 2764 et de ses environs – obtenue grâce à l’impressionnante étendue du champ de vision d’Euclid – permet aux scientifiques de déterminer le rayon de l’amas et de voir sa périphérie avec des galaxies lointaines encore dans le cadre. Les observations d’Abell 2764 réalisées par Euclid permettent également aux scientifiques d’étudier plus avant les galaxies éloignées, datant des âges sombres cosmiques lointains, comme pour Abell 2390.
Ici, Euclid prend "sur le fait" des galaxies évoluant et fusionnant dans le groupe de galaxies de la Dorade, avec de belles queues de marée et des coquilles qui résultent d’interactions en cours.
Les scientifiques utilisent ce jeu de données pour étudier l’évolution des galaxies, améliorer nos modèles d’histoire cosmique et comprendre comment les galaxies se forment au sein des halos de matière sombre. Cette image met en valeur la polyvalence d’Euclid : un large éventail de galaxies est visible ici, de très brillantes à très faibles. Grâce à la combinaison unique d’un grand champ de vision, d’une profondeur de champ remarquable et d’une haute résolution spatiale, Euclid peut capturer des objets minuscules (amas d’étoiles), plus larges (noyaux de galaxies) et étendus (queues de marée) le tout dans une seule image. Les scientifiques recherchent également des amas d’étoiles individuels distants connus sous le nom d’amas globulaires pour retracer leur histoire et leur dynamique galactiques.
In addition to these promising initial scientific results, the consortium is publishing the mission’s benchmark papers, which confirm Euclid’s outstanding performance.
This document will remain, for the duration of the mission, a reference for the entire scientific community interested in Euclid’s data and scientific results.
"It sums up the outstanding achievement of more than 10 years of development to produce a scientific mission that will exceed our expectations and place Euclid at the forefront not only of exploration of the dark Universe, but also in almost every field of astronomy" says Yannick Mellier, researcher at the Paris Institute of Astrophysics and head of the Euclid Consortium.
Contribution of Observatoire de Paris - PSL
Observatoire de Paris - PSL was involved in producing the final predictions for the performance of the Euclid mission in terms of constraints on cosmological parameters, using the Cosmology Likelihood for Observables in Euclid (CLOE) code developed by the Consortium.
To this end, two high-performance computing clusters, funded at least in part by Observatoire de Paris - PSL, were used : Infinity and mesoPSL.
"The predicted performance exceeds our expectations. I can’t wait to analyze the first data and produce the first cosmological results" says Amandine Le Brun, a researcher at Observatoire de Paris - PSL, who has been involved in generating them and writing the CLOE code over the past four years.
About Euclid
Euclid is a European mission, built and operated by ESA, with contributions from NASA.
The Euclid consortium - made up of more than 2,000 scientists from 300 institutes in 15 European countries, the United States, Canada and Japan - is responsible for building the scientific instruments and analyzing the scientific data.
ESA selected Thales Alenia Space as prime contractor for the construction of the satellite and its service module, and Airbus Defence and Space was chosen to develop the payload module, including the telescope. NASA supplied the detectors for the Near Infrared Spectro-photometer, NISP.
Euclid is a medium-class mission in ESA’s Cosmic Vision program.
