Trois systèmes de détection pour la mission Euclid, dirigé par l'ESA (Agence spatiale européenne), ont été livrés en Europe pour l'instrument proche infrarouge de la sonde. Les systèmes de détection sont des éléments clés de la contribution de la NASA à cette mission à venir pour étudier certaines des plus grandes questions sur l'univers, y compris ceux liés aux propriétés et aux effets de la matière noire et de l'énergie noire - deux critiques, mais des phénomènes invisibles qui, selon les scientifiques, constituent la grande majorité de notre univers.

« La livraison de ces systèmes de détection est une étape importante pour ce que nous espérons être une mission extrêmement excitante, la première mission spatiale dédiée à la poursuite de la mystérieuse énergie noire, " a déclaré Michael Seiffert, le scientifique du projet Euclid de la NASA basé au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, qui gère le développement et la mise en œuvre des systèmes de détection.

Euclid emportera deux instruments :un imageur en lumière visible (VIS) et un spectromètre et photomètre dans le proche infrarouge (NISP). Une plaque de séparation de lumière spéciale sur le télescope Euclid permet à la lumière entrante d'être partagée par les deux instruments, afin qu'ils puissent effectuer des observations simultanément.

Le vaisseau spatial, lancement prévu en 2020, observera des milliards de galaxies faibles et étudiera pourquoi l'univers s'étend à un rythme accéléré. Les astrophysiciens pensent que l'énergie noire est responsable de cet effet, et Euclid explorera cette hypothèse et aidera à contraindre les modèles d'énergie noire. Ce recensement des galaxies lointaines révélera également comment les galaxies sont réparties dans notre univers, qui aidera les astrophysiciens à comprendre comment le délicat jeu de la gravité de la matière noire, la matière lumineuse et l'énergie noire forment des structures à grande échelle dans l'univers.

En outre, l'emplacement des galaxies les unes par rapport aux autres indique aux scientifiques comment elles sont regroupées. Matière noire, une substance invisible représentant plus de 80% de la matière de notre univers, peut provoquer de subtiles distorsions dans les formes apparentes des galaxies. C'est parce que sa gravité courbe la lumière qui voyage d'une galaxie lointaine vers un observateur, qui change l'apparence de la galaxie lorsqu'elle est vue depuis un télescope. La combinaison d'instruments visibles et infrarouges d'Euclide examinera cet effet de distorsion et permettra aux astronomes de sonder la matière noire et les effets de l'énergie noire.

Détection de la lumière infrarouge, qui est invisible à l'œil humain, est particulièrement important pour l'étude des galaxies lointaines de l'univers. Tout comme l'effet Doppler pour le son, où le ton d'une sirène semble plus haut à mesure qu'elle s'approche et plus basse à mesure qu'elle s'éloigne, la fréquence de la lumière d'un objet astronomique se déplace avec le mouvement. La lumière des objets qui s'éloignent de nous apparaît plus rouge, et la lumière de ceux qui nous approchent semble plus bleue. Parce que l'univers est en expansion, les galaxies lointaines s'éloignent de nous, de sorte que leur lumière s'étend sur des longueurs d'onde plus longues. Entre 6 et 10 milliards d'années-lumière, les galaxies sont les plus brillantes en lumière infrarouge.

JPL a acheté les systèmes de détection NISP, qui ont été fabriqués par Teledyne Imaging Sensors de Camarillo, Californie. Ils ont été testés au JPL et au Goddard Space Flight Center de la NASA, Ceinture verte, Maryland, avant d'être expédié en France et par l'équipe NISP.

Chaque système de détection se compose d'un détecteur, un câble et une "puce électronique de lecture" qui convertit la lumière infrarouge en signaux de données lus par un ordinateur de bord et transmis à la Terre pour analyse. Seize détecteurs voleront sur Euclide, chacun composé de 2040 par 2040 pixels. Ils couvriront un champ de vision légèrement plus grand que le double de la surface couverte par une pleine lune. Les détecteurs sont constitués d'un mélange mercure-cadmium-tellurure et sont conçus pour fonctionner à des températures extrêmement froides.

"L'équipe américaine d'Euclide a surmonté de nombreux obstacles techniques en cours de route, et nous livrons de superbes détecteurs qui permettront la collecte de données sans précédent pendant la mission, " dit Ulf Israelsson, le chef de projet NASA Euclid, basé au JPL.

La livraison à l'ESA de la prochaine série de détecteurs pour le NISP est prévue début juin. Le Centre de Physique des Particules de Marseille, La France, fournira une caractérisation plus poussée des systèmes de détection. Le plan focal final du détecteur sera ensuite assemblé au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, et intégré au reste du NISP pour les tests d'instruments.