Des chercheurs de l'EPFL contribueront à la conception et à la préparation d'ARRAKIHS, une mission de l'Agence spatiale européenne qui sera lancée en 2030 afin d'observer la formation des galaxies et d'apporter de nouvelles connaissances sur la nature de la matière noire.La mission ARRAKIHS de l'Agence spatiale européenne sera la première mission spatiale dédiée à l'exploration de l'Univers à très faible luminosité de surface. En étudiant les halos diiffus et courants stellaires ainsi que d'autres structures très peu lumineuses entourant les galaxies proches, elle aidera les astronomes à reconstituer des milliards d’années d’histoire cosmique et à vérifier les prédictions clés du modèle cosmologique standard.Conception de la maquette de la charge utile ARRAKIHS. Crédit : Équipe chargée des instruments ARRAKIHSReconstituer l’histoire des galaxiesSelon le modèle cosmologique standard, les grandes galaxies telles que la Voie lactée se développent en absorbant progressivement des galaxies plus petites. Ces fusions anciennes laissent derrière elles des courants stellaires extrêmement faibles et forment des halos diffus qui conservent une trace du passé d’une galaxie.Comme ces structures sont très peu lumineuses, elles sont difficiles à observer depuis la Terre. ARRAKIHS, acronyme de « Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys », a été spécialement conçu pour les détecter.En observant une centaine de galaxies proches semblables à la Voie lactée, la mission abordera l’une des questions centrales de l’astrophysique moderne : comment les galaxies assemblent-elles leur masse et leur structure par accrétion hiérarchique au cours du temps cosmique ? Les résultats permettront de tester directement les prédictions clés du modèle cosmologique standard et d’apporter de nouvelles contraintes sur les propriétés de la matière noire.Membres de l'équipe chargée des instruments de l'ARRAKIHS travaillant sur la charge utile scientifique. Crédit : Satlantis, IDR, UPMTrois chercheurs de l'EPFL font partie du consortium de la mission. Yves Revaz du LASTRO et Michaela Hirschmann font partie de l’équipe principale. Revaz siège également au comité scientifique d’ARRAKIHS et dirige le volet « Galaxy Models » (GAL). David Harvey, également du LASTRO, est chargé d'étudier d'autres modèles de matière noire.« L’EPFL est reconnue internationalement pour ses recherches de pointe en cosmologie observationnelle ainsi que dans l'étude de la formation et de l’évolution des galaxies à l'aide de simulations numériques », explique Revaz. « En combinant simulations numériques et observations, nous visons à imposer des contraintes plus strictes au modèle cosmologique et à la nature de la matière noire. »Prédire ce qu’ARRAKIHS observeraAlors que le satellite est encore en cours de construction, les chercheurs de l’EPFL se préparent déjà pour la mission. L’équipe GAL développe des images simulées réalistes d’ARRAKIHS en faisant le lien entre des simulations de pointe sur la formation des galaxies et les observations futures.À l’aide de différents ensembles de simulations numériques, l’équipe prédit les environnements à faible luminosité de surface entourant les galaxies de type Voie lactée, y compris les halos stellaires diffus et autres structures faibles. En comparant ces observations simulées avec les propriétés sous-jacentes des galaxies virtuelles, les chercheurs évalueront avec quelle précision ARRAKIHS sera capable de reconstituer l’histoire d’accrétion d’une galaxie.« Ces prévisions seront essentielles pour interpréter les résultats de la mission », explique Revaz. « Si des éléments à faible luminosité de surface ne sont pas détectés ou s’ils s’avèrent avoir des propriétés différentes de celles prévues, cela pourrait révéler des limites du modèle cosmologique actuel, mettre en évidence des lacunes dans les simulations numériques ou indiquer que des processus physiques importants font encore défaut dans les modèles actuels. »Maquette de la lunette ARRAKIHS mise au point par l'équipe Instrument de l'AMC, en collaboration avec les équipes de Satlantis, maître d'œuvre de l'instrument. Crédit : Satlantis et AMCRenforcer le rôle de l’EPFL dans l’astronomie internationaleLa participation de l’EPFL à ARRAKIHS démontre sa capacité non seulement à contribuer à de grandes missions spatiales internationales, mais aussi à aider à définir et à diriger leurs objectifs scientifiques.La mission a déjà favorisé de nouvelles collaborations entre l’EPFL et des partenaires internationaux, des relations qui devraient se développer tout au long de la durée de vie du projet et créer de nouvelles opportunités pour attirer des financements de recherche nationaux et internationaux compétitifs.Avec un lancement prévu en 2030, les chercheurs de l’EPFL posent déjà les bases d’une mission qui explorera l’une des régions les plus sombres de l’Univers et aidera à révéler comment des galaxies comme notre Voie lactée ont vu le jour.Le communiqué de presse de l’ESA