Une galaxie légèrement étirée, une autre un peu trop rouge, des milliers d’autres regroupées en filaments : pour Euclid, ces détails sont des indices. Le télescope spatial européen ne photographie pas directement la matière noire et encore moins l’énergie sombre. Il observe leurs effets supposés sur les formes, les distances et la répartition des galaxies. En ce mois de septembre 2026, les premières données publiques dévoilées en 2025 permettent d’expliquer cette enquête : dresser une carte du visible pour comprendre les quelque 95 % du contenu cosmique qui échappent encore à notre connaissance.
Des images spectaculaires, mais surtout un instrument de mesure
Lancé en juillet 2023, Euclid travaille autour du point de Lagrange L2, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Cette mission de l’Agence spatiale européenne, avec une contribution de la NASA, doit observer plus d’un tiers du ciel pendant son relevé principal de six ans. Son ambition : mesurer les formes de milliards de galaxies et reconstituer la distribution cosmique sur une large partie de son histoire. Regarder loin, ici, signifie aussi regarder dans le passé, puisque la lumière met des milliards d’années à nous parvenir.
Le 19 mars 2025, une première livraison de données de relevé a ouvert une fenêtre sur ce chantier. Elle couvrait environ 63 degrés carrés dans trois régions destinées aux observations profondes, avec quelque 26 millions de galaxies. Ce n’était ni la carte finale ni une première réponse définitive sur l’énergie sombre. C’était un aperçu scientifique déjà considérable, utile pour étudier les populations de galaxies, repérer des lentilles gravitationnelles et éprouver les méthodes d’analyse. Un catalogue public n’est pas encore une conclusion cosmologique.
Deux inconnues qu’il ne faut pas confondre
La matière noire et l’énergie sombre portent des noms voisins, mais désignent deux problèmes distincts. La première est une composante gravitationnelle qui n’émet ni n’absorbe de lumière de manière détectable. Dans le modèle cosmologique standard, elle aide à former les galaxies et les grandes structures. Sa présence est déduite d’observations convergentes, des mouvements stellaires aux lentilles gravitationnelles. Euclid ne devrait pas identifier directement la particule éventuelle qui la compose : il cherchera surtout à préciser sa distribution et son rôle dans la croissance des structures.
L’énergie sombre, elle, désigne ce qui explique l’accélération de l’expansion cosmique dans ce même cadre. L’hypothèse la plus simple est la constante cosmologique d’Einstein, une contribution dont la densité reste constante lorsque l’Univers se dilate. Mais cette description laisse ouvertes des questions fondamentales. L’accélération pourrait-elle traduire un phénomène évolutif, ou une compréhension incomplète de la gravitation à très grande échelle ? Euclid doit confronter ces possibilités aux observations, sans présumer qu’une nouvelle physique attend nécessairement au bout du relevé.
Première méthode : lire les déformations de la lumière
Imaginons un quadrillage vu à travers une vitre irrégulière : ses lignes paraissent déformées. Dans l’espace, la gravitation produit un effet comparable sur les rayons lumineux. La matière située entre une galaxie lointaine et nous courbe leur trajectoire. Quand l’alignement est favorable, elle crée des arcs ou plusieurs images du même objet : c’est une lentille gravitationnelle forte. Mais Euclid s’intéresse aussi à un effet beaucoup plus discret, le cisaillement gravitationnel faible, qui modifie imperceptiblement les formes apparentes des galaxies.
Impossible, en général, de savoir à partir d’une seule galaxie si son allongement est naturel ou provoqué par la matière rencontrée en chemin. La solution est statistique : mesurer énormément de galaxies et rechercher des déformations corrélées. Si des voisines semblent étirées de façon cohérente, une distribution de masse à l’avant-plan peut en être responsable. En regroupant les sources par tranches de distance, les chercheurs reconstruisent une cartographie de la matière et suivent son évolution. Ils mesurent ainsi la masse gravitationnelle totale, pas exclusivement la matière noire.
Deuxième méthode : retrouver la règle cachée entre les galaxies
Les galaxies ne sont pas dispersées au hasard. Elles dessinent un réseau de filaments, d’amas et de vides, hérité de petites fluctuations présentes dans l’Univers primordial. Parmi les signatures de cette histoire figurent les oscillations acoustiques baryoniques : une échelle caractéristique imprimée dans la répartition de la matière par les ondes qui parcouraient le plasma jeune. En retrouvant statistiquement cette échelle à différentes époques, les cosmologistes disposent d’une sorte de règle étalon pour retracer l’expansion.
Encore faut-il ajouter la profondeur aux positions sur le ciel. Euclid mesure pour cela le décalage vers le rouge : l’expansion étire les longueurs d’onde de la lumière pendant son trajet. Son instrument proche infrarouge, NISP, fournit notamment des spectres permettant cette mesure pour des millions de galaxies. Pour beaucoup d’autres, des distances moins précises sont estimées grâce aux couleurs, en combinant ses observations avec celles de télescopes au sol. Les mouvements propres des galaxies compliquent cette reconstruction, mais renseignent aussi sur la vitesse de croissance des structures.
Le véritable défi : ne pas cartographier les défauts du télescope
Euclid associe NISP à VIS, son imageur en lumière visible, chargé de mesurer finement les formes. Mais aucun instrument n’enregistre le ciel sans le transformer. Optique, détecteurs, minuscules mouvements du satellite ou contamination peuvent modifier les images. Dès le début de la mission, des équipes ont notamment dû traiter la présence de glace affectant la transmission optique. Pour une enquête fondée sur d’infimes déformations, connaître ces effets et leur évolution est aussi important que multiplier les prises de vue.
Il faut également démêler les galaxies superposées, vérifier les estimations de distance et tenir compte des alignements naturels de galaxies voisines, susceptibles d’imiter une partie du signal recherché. Autre difficulté : gaz, étoiles et trous noirs redistribuent la matière à l’intérieur des structures. Leur physique peut brouiller l’interprétation cosmologique aux petites échelles. Les simulations numériques, les observations complémentaires et les tests indépendants servent donc à vérifier toute la chaîne. Davantage de galaxies réduit le hasard, mais ne fait pas disparaître un biais systématique.
Faire dialoguer les indices plutôt que promettre une révélation
La force d’Euclid réside dans le croisement des méthodes. Les lentilles renseignent sur la matière et la géométrie cosmique ; la répartition des galaxies éclaire l’expansion et la croissance des structures. Leur comparaison, puis leur confrontation à d’autres relevés, doit permettre de tester la cohérence du modèle standard. Une discordance ne suffirait toutefois pas à annoncer sa chute : il faudrait vérifier les calibrations, les hypothèses et les incertitudes. Les perspectives sont majeures, mais les premiers catalogues de 2025 ne permettent pas, à eux seuls, de trancher la nature du secteur sombre.
Et maintenant ? À partir de septembre 2026, l’enjeu des prochaines étapes sera de transformer l’accumulation d’images en contraintes cosmologiques robustes. Si les différentes mesures convergent, Euclid resserrera l’espace des théories possibles. Si elles révèlent des écarts persistants, ceux-ci pourraient orienter la recherche vers de nouvelles explications, après de sévères vérifications. Dans les deux cas, sa réussite ne se mesurera pas seulement à la beauté de sa carte, mais à notre capacité à distinguer ce que l’Univers montre de ce que nos instruments lui font dire.
