Le télescope Euclid repère plus d’un billion d’étoiles orphelines

Euclid
Une image d'Euclid de l'amas de galaxies de Persée baigné d'une douce lumière bleue émanant d'étoiles orphelines. Ces étoiles orphelines sont dispersées dans tout l’amas, s’étendant jusqu’à 2 millions d’années-lumière de son centre. Crédits : ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, traitement d'image par M. Montes (IAC) et J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay

Pour la première fois, des scientifiques ont découvert un nombre stupéfiant de 1,5 billion d’étoiles orphelines dérivant à travers un immense amas de galaxies grâce au télescope spatial Euclid. Ces étoiles errantes, arrachées à leurs galaxies d’origine, remplissent l’espace de l’amas de Persée d’une lumière bleue fantomatique.

Chasser l’invisible

Le télescope spatial Euclid, lancé depuis Cap Canaveral par SpaceX le 1er juillet 2023, est une mission ambitieuse de l’Agence spatiale européenne (ESA) destinée à explorer les mystères de l’Univers, dont l’énergie noire et la matière noire.

D’un côté, l’énergie noire est une force mystérieuse qui accélère l’expansion de l’Univers, tandis que la matière noire est une substance invisible qui n’interagit pas avec la lumière, mais qui constitue une grande partie de la masse du cosmos. La mission d’Euclid est de cartographier la distribution de ces composants sombres pour mieux comprendre leur influence sur la formation et l’évolution des structures cosmiques.

Découverte d’étoiles orphelines

Lors de ses premières observations, Euclid a réalisé une découverte stupéfiante : un nombre incroyable de 1,5 billion d’étoiles orphelines (1,5 million de milliards) qui dérivent à travers l’amas de Persée. Située à 240 millions d’années-lumière de la Terre, il s’agit de l’une des plus grandes structures de l’Univers. Ces étoiles, arrachées à leurs galaxies d’origine, flottent librement dans l’espace entre les galaxies de l’amas, créant une lumière bleue fantomatique appelée lumière intra-amas.

Cette lumière intra-amas est extrêmement faible (des milliers de fois plus sombre que le ciel nocturne terrestre). Cependant, grâce à sa sensibilité et à ses capacités d’observation avancées, Euclid a réussi à la détecter et à étudier ses propriétés.

Quelles origines ?

En analysant cette lumière, les scientifiques ont pu déterminer que ces étoiles orphelines proviennent principalement de petites galaxies perturbées ou détruites par des interactions gravitationnelles avec des galaxies plus grandes de l’amas de Persée. Plus précisément, certaines de ces étoiles ont été arrachées à la périphérie de galaxies par des forces de marée, tandis que d’autres proviennent de galaxies naines totalement désintégrées.

Une autre découverte surprenante a été que

Contrairement à ce que l’on pourrait attendre, ces étoiles orphelines ne gravitent pas autour des plus grandes galaxies de l’amas. Au lieu de cela, elles tournent autour d’un point situé entre les deux galaxies les plus brillantes de l’amas, NGC 1275 et NGC 1272. Cette observation suggère que l’amas de Persée a peut-être récemment fusionné avec un autre groupe de galaxies, perturbant ainsi les orbites des étoiles et des galaxies.

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Illustration d’une galaxie naine perturbée par une galaxie plus grande qui lui arrache ses étoiles. Crédits : NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani

Implications pour la compréhension des amas de galaxies

Les observations d’Euclid ont également révélé la présence de 50 000 amas globulaires, des collections sphériques denses de dizaines de milliers à des millions d’étoiles, dans l’amas de Persée. Ces amas globulaires, qui manquent de métaux (des éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium), semblent provenir des régions périphériques des galaxies de l’amas. Leur distribution suggère qu’ils pourraient être à l’origine d’une partie de la lumière intra-amas observée.

Notez que les découvertes réalisées lors des premières observations d’Euclid représentent seulement les premières 24 heures d’opération du télescope. À partir du 14 février 2024, Euclid commencera à observer ses principales cibles scientifiques : des milliards de galaxies réparties sur plus d’un tiers du ciel. Les données collectées permettront de mieux comprendre l’évolution des galaxies et des amas de galaxies, et comment l’Univers est devenu ce qu’il est aujourd’hui.

Les résultats obtenus jusqu’à présent démontrent ainsi la puissance et le potentiel d’Euclid pour faire avancer notre compréhension de l’Univers sombre et de ses composantes mystérieuses. Les étoiles orphelines de l’amas de Persée ne sont ainsi qu’un début qui promet de nombreuses autres découvertes fascinantes à venir.