L'observatoire spatial Euclid dédié à l'étude de l'énergie noire vient d'être sélectionné par l'agence spatiale européenne pour figurer en tant que deuxième mission du futur programme Vision Cosmique de l'ESA (2015 - 2025) aux côtés de la mission Solar Orbiter. Euclid qui a reçu l'approbation finale du Comité des Programmes Scientifiques (SPC) va pouvoir maintenant entrer en phase de construction, son lancement étant prévu au second trimestre 2020.

Vue d'artiste de la mission Euclid. Décollage prévu pour le second trimestre 2020. Crédit image : ESA/ Euclid consortium. Site officiel de la mission : http://www.euclid-ec.org/

Euclid utilisera un télescope de 1.2 mètre de diamètre équipé de deux instruments scientifiques : une caméra de 576 millions de pixels qui observera dans le domaine visible deux milliards de galaxies en très haute résolution. Un spectro-imageur dédié au proche infrarouge réalisera une cartographie des grandes structures de l'Univers et mesurera la distance (décalage dans le rouge ou redshift) des galaxies imagées par la caméra. Ces deux instruments permettront de cartographier en 3D la distribution d'environ deux milliards de galaxies ainsi que la matière noire qui se répartit sur plus d'un tiers de l'ensemble du ciel.

Toutes les données d'Euclid (l'équivalent de plusieurs millions de gigaoctets) seront ensuite transmises puis traitées par un ensemble de supercalculateurs et de logiciels spécifiques. Les objectifs de cette mission seront de tracer l'évolution de la structure de l'Univers sur une période de 10 milliards d'années-lumière soit plus des trois quarts de son histoire et de répondre à l'une des questions les plus importantes de la cosmologie moderne : Pourquoi le rythme de l'expansion de l'Univers s'accélère alors qu'il devrait ralentir à cause de l'attraction gravitationnelle de la matière ?

Pour réussir son pari, Euclid utilisera deux méthodes pour comprendre l'énergie noire et la mesurer :

1) La méthode du cisaillement gravitationnel ou Weak Lensing : elle consiste à mesurer la distorsion des images des galaxies provoquée par la présence de matière noire sur la ligne de visée. En réalisant cette opération sur des galaxies situées à diverses distances de la Terre, on peut cartographier la matière noire en trois dimensions et voir ainsi l'évolution de cette répartition dans le temps.

2) La méthode des oscillations acoustiques baryoniques (Baryonic Acoustic Oscillations) : la deuxième méthode s'appuie sur la cartographie en trois dimensions des grandes structures visibles de l'Univers (galaxies, amas de galaxies). La comparaison entre les structures lointaines (anciennes) et proches (récentes) renseignera sur les effets précis de l'énergie noire.

Le français Yannick Mellier de l'Institut d'Astrophysique de Paris (Université Pierre et Marie Curie/CNRS) sera le responsable et le coordinateur du plus grand consortium jamais rassemblé autour d'une mission spatiale en Europe. Près de 1 000 scientifiques de 100 instituts européens fourniront les instruments d'Euclid et le système de traitement des données. Les laboratoires français soutenus par le CNES constituent les initiateurs et le fer de lance de ce consortium et ont largement contribué par des études approfondies à la sélection de la mission Euclid.

Yannick Mellier de l'IAP. Crédit image : IAP, EUCLID consortium.

Yannick Mellier déclare : "Il aura fallu beaucoup de travail acharné pour en arriver là et faire accepter le projet mais maintenant il ne tient qu'à nous de rendre cette mission possible afin que Euclid mette en lumière la nature de l'énergie sombre."