Univers

Samedi 1er juillet 2023, le satellite Euclid de l’ESA, destiné à explorer l’évolution de l’Univers sombre, a été mis en orbite par un lanceur Falcon 9 de la société SpaceX depuis la base spatiale américaine de Cap Canaveral en Floride aux États-Unis.

Dans les bureaux de deux laboratoires marseillais c’est le soulagement et la joie… combinés à l’impatience pour certains de recevoir les premières données. En effet ; l’équipe Euclid-NISP du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, a assuré la maitrise d’œuvre et le développement technique de l’instrument NISP, en étroite collaboration avec le CNES. Le Centre de Physique des Particules de Marseille avait quant à lui la responsabilité scientifique de l’instrument. Les scientifiques de ces deux laboratoires seront donc en première ligne pour la collecte et l’analyse des données.

La mission Euclid est une mission principalement dédiée à la cosmologie, précisément sur l’étude de l’origine, de la nature, de la structure et de l’évolution de l’Univers. Elle a pour but d’accroître nos connaissances sur deux composantes encore mystérieuses de notre Univers, l’énergie noire et la matière noire. Développé pour explorer l’évolution de l’Univers sombre, Euclid créera une carte 3D de l’Univers, avec le temps comme troisième dimension, en observant des milliards de galaxies jusqu’à 10 milliards d’années-lumière, dans plus d’un tiers du ciel.

Depuis longtemps la présence de cavités et d’anneaux dans les disques protoplanétaires entourant les étoiles jeunes est attribuée à la présence de planètes en formation. SPHERE a mis en évidence pour la première fois une proto-planète logée à l’intérieur d’un disque de transition autour de l’étoile PDS70, âgée de seulement 5 à 6 Millions d’années.

La planète, PDS70b, orbite autour de son étoile à une distance de 22 unités astronomiques, et effectue une révolution complète en environ 120 ans. Le système est situé à 113 parsecs, soit 370 années lumières, ce qui rend la détection de cette planète difficile (elle se situe à seulement 0.2’’ de son étoile). Le mouvement orbital de la planète est visible en comparant des observations de SPHERE obtenues en 2015, 2016 et 2018 et celles d’autres instruments (NACO au VLT et NICI sur Gemini Sud). L’étude spectroscopique dans le proche infrarouge (0.96 à 3.8 microns) indique une température de 1000 à 1600 Kelvin environ ce qui devrait correspondre à une masse de l’ordre de 5 à 10 fois la masse de Jupiter. La comparaison avec les modèles d’atmosphères suggère également la présence de nuages dans son atmosphère. Certains modèles favorisent une taille relativement large, jusqu’à 3.7 rayon de Jupiter, ce qui est inhabituel. Il est possible que la planète soit en train d’accréter du gaz pendant qu’elle orbite à l’intérieur du disque. Deux articles publiés par M. Keppler and A. Müller (Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg) présentent la détection et la caractérisation du disque et de la planète. Les chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille ont contribué à cette découverte en aidant à la caractérisation de cette nouvelle planète. SPHERE a également obtenue des observations polarimétriques qui une fois combinées aux observations en intensité permettent de contraindre les propriétés des poussières composant le disque (en particulier leur taille). Le disque possède une cavité de 54 unités astronomique à l’intérieur de laquelle se situe la planète ainsi qu’un arc, peut être un bout d’un bras spiral, localisé au Nord dans l’image. Cette découverte majeure de SPHERE ouvre de nouvelles opportunités pour étudier et mieux comprendre la formation des planètes et leur évolution.