Mise à jour 20 Sept 2025.
CONFÉRENCE MENSUELLE
De Clotilde LAIGLE astrophysicienne IAP
« LE TÉLESCOPE EUCLID
PLONGÉE DANS LA TOILE COSMIQUE »
Organisée par la SAF
En présence du public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF
Le Mercredi 10 Septembre 2025 à 19H00
Photos : TM, BZ et LD pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution
peuvent
m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des
autres photos si nécessaire
La présentation est disponible sur
ma liaison ftp ,
Rentrer le mot de passe, puis aller à CONFÉRENCES SAF ensuite SAISON 2025/2026 ;
Elle s’appelle : Euclid-SAF-Laigle.pdf
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent aussi me
contacter avant..
La vidéo de la réunion est accessible à cet URL :
https://www.youtube.com/watch?v=-fC7mX9ImxM&list=PL78ug7UrzPF1w8Tv32bQsZtE1Q5Tz7nBP&index=2
Tous les autres enregistrements des conférences mensuelles sont accessibles sur
la playlist
des conférences mensuelles d’Astronomie de notre chaine YouTube SAF.
Nous étions approx 75 dans la salle et 94 à distance sur YouTube.
Merci aux courageux qui sont venus malgré le jour de grève de blocage.
Thierry Midavaine (à gauche) introduit Clotilde Laigle pour le public.
Clotilde est spécialiste des galaxies, de leur formation et évolution, ainsi que
de la toile cosmique (cosmic web).
Elle est Docteur en astrophysique de Paris VI et travaille pour l’IAP depuis
2019.
Elle participe activement à de nombreux programmes de recherche et notamment à
EUCLID.
Voici le résumé de cette présentation proposé par la conférencière :
Quel est le contenu de l'Univers et quelle est son évolution ?
Comment la matière s'est assemblée dans les galaxies au sein de la toile
cosmique ?
Le télescope spatial Euclid de l'Agence spatiale européenne a été lancé en
juillet 2023 pour apporter des réponses à ces questions. Grâce à l'observation
de milliards de galaxies sur un tiers du ciel, la mission Euclid a commencé à
réaliser une cartographie à haute précision de la matière dans l'Univers.
L'analyse statistique de ces données va représenter une mine d'or pour mieux
comprendre notre Univers et son expansion, mais aussi la formation des galaxies
dans la toile cosmique.
On présentera les enjeux cosmologiques et le contexte astrophysique, le
télescope Euclid et ses défis techniques, ainsi que les possibilités
enthousiasmantes que la mission nous ouvre, illustrées des magnifiques images
prises par le télescope.
An avant-propos, notre ami Christian Larcher (photo) nous propose quelques
réflexions et pistes d’information sur le sujet :
1- « Conversation
avec Françoise Combes »
(FC)
Il s’agit d’une l’interview donnée à la revue en ligne « The Conversation
France » le 16 avril 2025.
J’avais trouvé cette présentation simple et très claire. Elle est destinée à un
large public.
2
– Annonce d’une conférence de FC intitulée « Le mystère de la matière
noire »
Il s’agit d’une conférence donnée le mercredi 12 novembre 2025 à 16 h à
l’Université Paris-Saclay dans le cadre des activités gérées par la Société
française de physique (SFP).
On pourra la voir à distance en se branchant sur :
https://indico.ijclab.in2p3.fr/event/11780/
3) Dossier Cosmologie de Pour La Science n° 571 de mai 2025. « Les impasses,
les nouvelles pistes »
L’un des articles p. 22 s’intitule : « Matière noire faut-il changer de
stratégie ? »
En introduction C Laigle nous parle du ciel et des immenses amas d’étoiles et de
galaxies qui tiennent ensemble sous l’effet de la gravitation et que l’on voit
avec les télescopes de plus en plus puissants.
Cela forme la toile cosmique, assemblage de concentration d’étoiles et galaxies
qui forment des « paquets » et qui sont reliées entre elles par des filaments.
Les galaxies ont des formes très diverses et c’est cela qu’Euclid étudie.
LA MISSION EUCLID.
Notre histoire commence le 1er Juillet 2023 avec
le lancement d’Euclid
vers le point de Lagrange n° 2 (là où il y a aussi le JWST et Gaia) par une
fusée Falcon à Cap Canaveral.
Des
milliers de chercheurs
ont participé à cette mission. On rappelle que notre ami
Yannick Mellier
en est le PI.
L’origine provient d’un appel à projet datant de 2007 et adopté en 2012.
Euclid va étudier tout le ciel sauf la partie de notre Galaxie située en
avant-plan et qui contient des poussières obscurantes.
Ce sont celles en jaune sur la carte du ciel.
Position des trois domaines (en jaune) du ciel, étudiée par Euclid.
Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA; ESA/Gaia/DPAC; ESA/Planck
Collaboration
Ces trois minuscules zones du ciel (300 fois la pleine Lune !!!) ont permis de
mettre au jour plus de
380.000 galaxies et 500 lentille gravitationnelles candidates.
Cela est dû principalement à l’utilisation de l’Intelligence Artificielle (IA)
mais aussi à la science citoyenne, des milliers de volontaires ont « éduqué »
régulièrement cette IA afin qu’elle travaille correctement.
La collaboration Euclid (2600 personnes dans 18 pays !) a dévoilé ce mois
d’Octobre 2024, le premier morceau de sa grande carte de ‘Univers, c’est en fait
un tout petit morceau pesant quand même 208 Giga pixels !
C’est une mosaïque correspondant à 260 observations du télescope spatial situé
en L2, entre le 25 Mars et le 8 Avril 2024.
Cette mosaïque ne représente que
1% du futur travail
d’Euclid sur les 6 prochaines années.
Il va créer le plus grande carte 3D couvrant jusqu’à 10 Gal.
Photo : crédit TM (Thierry Midavaine)
L’emplacement et la taille réelle de
la mosaïque sur le ciel austral sont indiqués en jaune en haut à gauche.
Cet ensemble est une composition tenant compte de la carte des étoiles de Gaia
et de Planck pour les poussières.
On remarque les zones agrandies zoom et la Lune pour donner l’échelle.
© ESA/Euclid/Euclid Consortium/Nasa, CEA Paris-Saclay, traitement d'image par
J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi CC BY-SA 3.0 IGO
Ce premier morceau contient approx 100 millions d’objets.
Euclid a observé une très grande diversité de galaxies dont on a publié
certaines :
Ceci permettant un classement des différents types de galaxies observées, comme
on le voit sur cette vue impressionnante.
Les différents types de galaxies observées dans les zones de champ profond et
classées par Euclid.
La première colonne montre cinq galaxies vues par la tranche, qui apparaissent
très fines.
Les galaxies de la deuxième colonne ont une apparence plus floue et diffuse.
Les colonnes du milieu montrent des galaxies spirales vues de face avec
différentes formes.
Les deux dernières colonnes incluent des galaxies en interaction.
Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement par M. Walmsley, M.
Huertas-Company, J.-C. Cuillandre
Ce premier catalogue détaillé couvrant plus de 380.000 galaxies, ne représente
que 0,4% du nombre total de galaxies qui devraient être observées par Euclid.
Ces galaxies comme on le voit sur la photo ci-dessus ont été classées suivant
certains critères de forme.
Euclid devrait capturer des images de plus de 1,5 milliard de galaxies sur six
ans, envoyant environ 100 Go de données chaque jour
Ces nouvelles images montrent la façon dont la toile cosmique se structure. Ces
filaments de matière ordinaire et de matière noire se tissent à travers le
cosmos, et à partir de ceux-ci, des galaxies se sont formées et ont évolué.
Euclid se révèle être une mine d’or de données.
Lentilles gravitationnelles fortes observées par Euclid
Crédit : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement par M. Walmsley, M.
Huertas-Company, J.-C. Cuillandre
La grande surprise a été la découverte d’un très grand nombre de lentilles
gravitationnelles, près de 500 lentilles fortes (strong gravitational lensing)
inconnues à ce jour. Le nombre total en fin de mission devrait atteindre plus de
100.000 !
QUE NOUS DISENT DE L’UNIVERS, LA FORME DES GALAXIES ?
Et tout d’abord que sait-on de l’Univers ?
En quelques points rapides : expansion, redshift, classification des galaxies,
mesure des distances.
On remarque déjà que les objets ne sont répartis régulièrement mais le long de
filaments.
Relevés SDSS.
Mais pourquoi une « toile cosmique » ?
C’est la gravité qui amplifie la taille des petits amas de galaxies (la matière
attire la matière !!!) pour former ces nœuds de galaxies ou d’amas dans
l’espace.
Il se crée des zones denses et des zones de « vide ». Comment l’expliquer ?
Car on s’est aperçu que la force de gravitation n’est pas assez forte pour faire
s’agglomérer ces structures, il faut alors postuler l’action d’un élément
supplémentaire, que l’on va appeler la matière noire. (mise en évidence par
Fritz Zwicky et Vera Rubin historiquement).
Mais on s’est aussi aperçu que ces structures évoluent au cours du temps et que
l’expansion de l’Univers est accélérée.
On a été là aussi obligé de faire appel à une autre force que l’on va appeler
l’énergie noire.
Tout ceci a donné naissance au
modèle standard de la cosmologie.
Les galaxies, briques visibles de la toile cosmique.
Les galaxies vont nous permettre de tracer l’Univers sombre. Mais comment ???
Quand on observe des galaxies comme sur les images lointaines d’Euclid, on
remarque des arcs lumineux, des arcs gravitationnels dus à un effet de
« lentille gravitationnelle ».
Un objet très massif se trouvant entre nous et un objet très distant sert de
« loupe » ou lentille d’où le nom.
Les galaxies sont déformées par la matière en avant-plan et provoquent une
distorsion de celles-ci.
Euclid, pourquoi, comment ?
Note du rédacteur (pris sur des news précédentes)
Revenons aux fondamentaux, en quelques mots simples :
LA MATIÈRE NOIRE C’EST QUOI ?
En quelques mots simples, en étudiant les galaxies, on s’est aperçu que les
étoiles les plus externes étaient toujours liées à leur galaxie, et qu’elles
tournaient très vite. Or la faible masse des étoiles visibles ne pouvait pas
retenir la dispersion de ces étoiles, elles auraient dû être éjectées. Comme ce
n’était pas le cas, on en a déduit qu’il existait une masse
invisible de matière qui entourait ces galaxies. On l’a appelé matière
noire ou sombre (dark en anglais). On ne connait pas la nature de cette matière
qui représente quand même près de 25% en masse/énergie de l’Univers.
L’ÉNERGIE NOIRE C’EST QUOI ?
Que savait-on ; depuis sa naissance il y a 13,8 milliards d’années, l’Univers
entre en expansion (Hubble l’a prouvé), mais nous sommes tous soumis à la loi de
la gravitation qui attire les corps entre eux. Il n’était donc pas absurde de se
poser la question de savoir si à un moment donné, la gravitation prendrait
l’ascendant sur l’expansion. D’où dans les années 1990 l’idée de mesurer l’état
de l’expansion, en principe il devrait ralentir suite à l’effet de la
gravitation. Las ! Les différentes mesures montrèrent que ce cette expansion au
lieu de décélérer, accélérait ! Il
existait donc une mystérieuse force ou énergie qui semblait étirer l’Univers
encore plus. Faute de mieux on la baptisa énergie noire. On ne sait rien aussi
de sa nature, bien qu’elle représente près de 70% de la masse/énergie de
l’Univers.
C’est à la suite de ces deux mystères que la mission Euclid a été élaborée.
LA MISSION EUCLID, C’EST QUOI ?
C’est une collaboration internationale : 1600 scientifiques, 250 laboratoires,
17 pays dont 14 européens membres de l’ESA
France (1er contributeur) : 350 scientifiques soutenus par le CNES, le CNRS
(INSU/IN2P3), le CEA,
et des universités et observatoires de Grenoble, Lyon, Marseille, Nice, Paris et
Toulouse.
La mission Euclid doit donc mesurer des effets physiques infimes de l’énergie
sombre et de la gravitation sur :
À cet effet il faudra observer l’évolution de la distribution et la
structuration tridimensionnelle à grande échelle de :
Depuis aujourd’hui, jusqu’à la période de transition ou la matière noire
dominait l’énergie sombre
On va donc observer l’évolution de la matière noire et des galaxies, et on va
essayer de se situer par rapport à l’époque de la transition (période où la
matière noire dominait l’énergie sombre) déjà évoquée. Quelle est l’origine de
cette expansion de l’Univers ?
Des effets infimes vont devoir être mesurés, et il faudra donc construire de
nouveaux outils et établir le protocole de nouvelles expériences.
Il va falloir avec ce télescope spatial :
À QUOI RESSEMBLE EUCLID ?
C’est
un télescope de 1,2m de diamètre, le maître d’œuvre est Airbus Defense & Space à
Toulouse, en liaison avec Thales. Le télescope en carbure de silicium (SiC)
devra fonctionner dans des conditions de froid extrême autour de 100 kelvins
(-170°C). Il s'appuie sur l'expertise de pointe d'Airbus dans la technologie du
carbure de silicium pour l'espace, qui a déjà fait ses preuves en orbite sur les
missions Herschel et Gaia de l'ESA.
Il va fournir la lumière à deux instruments :
Ces deux instruments sont développés par un consortium européen et sont sous la
responsabilité scientifique de Yannick Mellier,
chercheur à l'IAP .
Le lancement était prévu par une fusée Soyuz-Fregat depuis Kourou, mais les
évènements d’Ukraine ont changé la donne. Ce sera une Falcon 9 de SpaceX depuis
la Floride.
Masse : 2 tonnes. Coût du projet : 1 G€, flux de données 850 Gb/24h,
LES RELEVÉS D’EUCLID.
(d’après le site de la mission)
• Observer 1/3
de la voute céleste (15
000 deg2) en 6 ans, avec les instruments visible VIS et infrarouge NISP
d’Euclid,
• Détecter plus de 10 milliards de galaxies, distribuées sur 10 milliards
d’années-lumière (73% des 13.8 milliards d’années de l’histoire de l’Univers),
• Mesurer avec des précisions impossibles sur Terre
• Les effets de
lentille gravitationnelle de
la matière noire sur 1,5 milliards de galaxies (imagerie VIS)
• Mesurer les BAO (Oscillations
acoustiques baryoniques)
• Les distances (redshifts) de 30 millions de galaxies lointaines (spectroscopie
NISP),
• Construire la distribution 3D des galaxies et de la matière noire par tranche
de temps,
• Caractériser la nature de l’énergie sombre avec une précision 30 fois plus
élevée qu’aujourd’hui
• Construire une mine d’or de données pour toute l’astrophysique
Reprise de la conférence.
Champ visuel d’Euclid : 3 fois la pleine Lune
(Hubble : 1% de la Lune !!!).
Euclid est aussi sensible aux divers rayonnements de l’espace comme :
Mission, principalement deux :
Les découvertes majeures à venir, l’héritage d’Euclid.
Long exposé sur la formation des galaxies et de leur classement.
Les galaxies fusionnent et se transforment dans les filaments cosmiques.
Lors de la fusion les galaxies s’alignent avec le filament.
Les premières données d’Euclid permettent de vérifier cet alignement.
Classement des galaxies : voir le tableau du début de l’exposé.
En résumé.
Les galaxies sont
POUR ALLER PLUS LOIN :
Dossier Euclid
sur votre site préféré.
Euclid, et énergie sombre : CR
de la conf SAF (Cosmologie) de Y Mellier du 19 Janv 2013
Origine Univers et Euclid :
CR conf SAF de H Dole du 12 Avr 2019
Euclid et l'énergie noire :
CR de la conf SAF de F Bernardeau du 9 Fev 2022
Bon ciel à tous
Prochaine conférence SAF. : le mercredi 15 Octobre 2025
(CNAM amphi déterminé quelques jours avant)
19 H avec Didier
MASSONNET Chef du projet Pharao au CNES sur
« PHARAO,
UNE HORLOGE ATOMIQUE DANS L'ESPACE.»
Réservation comme d’habitude à
partir du 11 Sept 9h00 ou à la SAF directement.
La suivante : le 12 Nov : Camille Flammarion, le pèlerin des étoiles
Bon ciel à tous !
Jean Pierre
Martin
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