Euclid: Calibrating distances from surface brightness fluctuations with Early Release Observations of the Fornax cluster
Cet article présente la première application des fluctuations de la brillance de surface (SBF) aux observations de la phase de libération précoce d'Euclid, calibrant avec succès les mesures de distance pour les galaxies de l'amas du Fornax et validant la robustesse ainsi que le potentiel de la méthode pour sonder les populations stellaires dans d'autres champs, malgré l'absence d'optimisation de la SBF dans le pipeline de données.
Auteurs originaux : R. Habas (INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy), M. Cantiello (INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy), G. Riccio (INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy), G. Raimondo (INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy), N. Hazra (National Centre for Nuclear Research, ul. Pasteura 7, 02-093, Warsaw, Poland, Gran Sasso Science Institute, INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy), S. Mei (Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, 75013 Paris, France, CNRS-UCB International Research Laboratory, Centre Pierre Binétruy, IRL2007, CPB-IN2P3, Berkeley, USA), A. Lançon (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), G. D'Ago (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Madingley Road, Cambridge CB3 0HA, UK), R. Scaramella (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy), L. K. Hunt (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Largo E. Fermi 5, 50125, Firenze, Italy), J. -C. Cuillandre (Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM, 91191, Gif-sur-Yvette, France), J. P. Blakeslee (NSF's NOIR, Lab 950 N. Cherry Avenue, Tucson, Arizona 85719, USA, Steward Observatory, University of Arizona, 933 N. Cherry Ave, Tucson, AZ 85750, USA), J. B. Jensen (Utah Valley University, Orem, UT 84058, USA), E. Brocato (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy), D. Carollo (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), P. -A. Duc (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), M. Kluge (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), R. Laureijs (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, PO Box 800, 9700 AV Groningen, The Netherlands), O. Marchal (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), F. R. Marleau (Universität Innsbruck, Institut für Astro- und Teilchenphysik, Technikerstr. 25/8, 6020 Innsbruck, Austria), M. Mirabile (INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy, Gran Sasso Science Institute), R. F. Peletier (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, PO Box 800, 9700 AV Groningen, The Netherlands), M. Poulain (Space physics and astronomy research unit, University of Oulu, Pentti Kaiteran katu 1, FI-90014 Oulu, Finland), R. Sánchez-Janssen (Isaac Newton Group of Telescopes, Apartado 321, 38700 Santa Cruz de La Palma, Spain), T. Saifollahi (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), M. Schirmer (Max-Planck-Institut für Astronomie, Königstuhl 17, 69117 Heidelberg, Germany), E. Sola (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Madingley Road, Cambridge CB3 0HA, UK), M. Urbano (School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK, Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), K. Voggel (Université de Strasbourg, CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg, UMR 7550, 67000 Strasbourg, France), B. Altieri (ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), S. Andreon (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), N. Auricchio (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), C. Baccigalupi (IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, INFN, Sezione di Trieste, Via Valerio 2, 34127 Trieste TS, Italy, SISSA, International School for Advanced Studies, Via Bonomea 265, 34136 Trieste TS, Italy), M. Baldi (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Via Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), A. Balestra (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Via dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy), S. Bardelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), P. Battaglia (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), R. Bender (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany, Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany), A. Biviano (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, IFPU, Institute for Fundamental Physics of the Universe, via Beirut 2, 34151 Trieste, Italy), E. Branchini (Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy, INFN-Sezione di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), M. Brescia (Department of Physics "E. Pancini", University Federico II, Via Cinthia 6, 80126, Napoli, Italy, INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Via Moiariello 16, 80131 Napoli, Italy), S. Camera (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Torino, Italy, INFN-Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Torino, Italy, INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Via Osservatorio 20, 10025 Pino Torinese), V. Capobianco (INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino, Via Osservatorio 20, 10025 Pino Torinese), C. Carbone (INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy), V. F. Cardone (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy, INFN-Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro, 2 - c/o Dipartimento di Fisica, Edificio G. Marconi, 00185 Roma, Italy), J. Carretero (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), S. Casas (Institute for Theoretical Particle Physics and Cosmology, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V), M. Castellano (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy), G. Castignani (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), S. Cavuoti (INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Via Moiariello 16, 80131 Napoli, Italy, INFN section of Naples, Via Cinthia 6, 80126, Napoli, Italy), K. C. Chambers (Institute for Astronomy, University of Hawaii, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822, USA), A. Cimatti (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), C. Colodro-Conde (Instituto de Astrofísica de Canarias, E-38205 La Laguna, Tenerife, Spain), G. Congedo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), C. J. Conselice (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, University of Manchester, Oxford Road, Manchester M13 9PL, UK), L. Conversi (European Space Agency/ESRIN, Largo Galileo Galilei 1, 00044 Frascati, Roma, Italy, ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), Y. Copin (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), F. Courbin (Institut de Ciències del Cosmos, Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats, Institut de Ciencies de l'Espai), H. M. Courtois (UCB Lyon 1, CNRS/IN2P3, IUF, IP2I Lyon, 4 rue Enrico Fermi, 69622 Villeurbanne, France), M. Cropper (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK), H. Degaudenzi (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), G. De Lucia (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), H. Dole (Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d'astrophysique spatiale, 91405, Orsay, France), F. Dubath (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), X. Dupac (ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), S. Escoffier (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), M. Fabricius (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany, Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany), M. Farina (INAF-Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00100 Roma, Italy), R. Farinelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), S. Ferriol (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), S. Fotopoulou (School of Physics, HH Wills Physics Laboratory, University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, BS8 1TL, UK), M. Frailis (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), E. Franceschi (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), M. Fumana (INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy), S. Galeotta (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), K. George (University Observatory, LMU Faculty of Physics, Scheinerstr. 1, 81679 Munich, Germany), B. Gillis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), C. Giocoli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), P. Gómez-Alvarez (FRACTAL S.L.N.E., calle Tulipán 2, Portal 13 1A, 28231, Las Rozas de Madrid, Spain, ESAC/ESA, Camino Bajo del Castillo, s/n., Urb. Villafranca del Castillo, 28692 Villanueva de la Cañada, Madrid, Spain), J. Gracia-Carpio (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), A. Grazian (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Via dell'Osservatorio 5, 35122 Padova, Italy), F. Grupp (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany, Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany), S. V. H. Haugan (Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, P.O. Box 1029 Blindern, 0315 Oslo, Norway), H. Hoekstra (Leiden Observatory, Leiden University, Einsteinweg 55, 2333 CC Leiden, The Netherlands), W. Holmes (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), I. M. Hook (Department of Physics, Lancaster University, Lancaster, LA1 4YB, UK), F. Hormuth (Felix Hormuth Engineering, Goethestr. 17, 69181 Leimen, Germany), A. Hornstrup (Technical University of Denmark, Elektrovej 327, 2800 Kgs. Lyngby, Denmark, Cosmic Dawn Center), K. Jahnke (Max-Planck-Institut für Astronomie, Königstuhl 17, 69117 Heidelberg, Germany), M. Jhabvala (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD 20771, USA), B. Joachimi (Department of Physics and Astronomy, University College London, Gower Street, London WC1E 6BT, UK), S. Kermiche (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), A. Kiessling (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), B. Kubik (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822, Villeurbanne, F-69100, France), M. Kümmel (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany), M. Kunz (Université de Genève, Département de Physique Théorique and Centre for Astroparticle Physics, 24 quai Ernest-Ansermet, CH-1211 Genève 4, Switzerland), H. Kurki-Suonio (Department of Physics, P.O. Box 64, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), A. M. C. Le Brun (Laboratoire d'etude de l'Univers et des phenomenes eXtremes, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS, 92190 Meudon, France), P. B. Lilje (Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, P.O. Box 1029 Blindern, 0315 Oslo, Norway), V. Lindholm (Department of Physics, P.O. Box 64, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), I. Lloro (SKAO, Jodrell Bank, Lower Withington, Macclesfield SK11 9FT, UK), G. Mainetti (Centre de Calcul de l'IN2P3/CNRS, 21 avenue Pierre de Coubertin 69627 Villeurbanne Cedex, France), O. Mansutti (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), O. Marggraf (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), M. Martinelli (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy, INFN-Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro, 2 - c/o Dipartimento di Fisica, Edificio G. Marconi, 00185 Roma, Italy), N. Martinet (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, LAM, Marseille, France), F. Marulli (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, via Piero Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), R. J. Massey (Department of Physics, Institute for Computational Cosmology, Durham University, South Road, Durham, DH1 3LE, UK), E. Medinaceli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), M. Melchior (University of Applied Sciences and Arts of Northwestern Switzerland, School of Engineering, 5210 Windisch, Switzerland), M. Meneghetti (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), E. Merlin (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Via Frascati 33, 00078 Monteporzio Catone, Italy), G. Meylan (Institute of Physics, Laboratory of Astrophysics, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne), A. Mora (Telespazio UK S.L. for European Space Agency), M. Moresco (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, via Piero Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), L. Moscardini (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" - Alma Mater Studiorum Università di Bologna, via Piero Gobetti 93/2, 40129 Bologna, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), R. Nakajima (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), C. Neissner (Institut de Física d'Altes Energies, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), R. C. Nichol (School of Mathematics and Physics, University of Surrey, Guildford, Surrey, GU2 7XH, UK), S. -M. Niemi (European Space Agency/ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, The Netherlands), J. W. Nightingale (School of Mathematics, Statistics and Physics, Newcastle University, Herschel Building, Newcastle-upon-Tyne, NE1 7RU, UK), C. Padilla (Institut de Física d'Altes Energies), S. Paltani (Department of Astronomy, University of Geneva, ch. d'Ecogia 16, 1290 Versoix, Switzerland), F. Pasian (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), K. Pedersen (DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Jagtvej 155, 2200 Copenhagen, Denmark), W. J. Percival (Waterloo Centre for Astrophysics, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada, Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo, Waterloo, Ontario N2L 3G1, Canada, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Waterloo, Ontario N2L 2Y5, Canada), V. Pettorino (European Space Agency/ESTEC, Keplerlaan 1, 2201 AZ Noordwijk, The Netherlands), A. Pezzotta (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), S. Pires (Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM, 91191, Gif-sur-Yvette, France), G. Polenta (Space Science Data Center, Italian Space Agency, via del Politecnico snc, 00133 Roma, Italy), M. Poncet (Centre National d'Etudes Spatiales -- Centre spatial de Toulouse, 18 avenue Edouard Belin, 31401 Toulouse Cedex 9, France), L. A. Popa (Institute of Space Science, Str. Atomistilor, nr. 409 Măgurele, Ilfov, 077125, Romania), L. Pozzetti (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), F. Raison (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), R. Rebolo (Instituto de Astrofísica de Canarias, E-38205 La Laguna, Tenerife, Spain, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, Calle Serrano 117, 28006 Madrid, Spain, Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofí sica, E-38206 La Laguna, Tenerife, Spain), A. Renzi (Dipartimento di Fisica e Astronomia "G. Galilei", Università di Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy, INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy, INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), J. Rhodes (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Grove Drive, Pasadena, CA, 91109, USA), G. Riccio (INAF - Osservatorio Astronomico d'Abruzzo, Via Maggini, 64100, Teramo, Italy), E. Romelli (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), M. Roncarelli (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), B. Rusholme (Caltech/IPAC, 1200 E. California Blvd., Pasadena, CA 91125, USA), R. Saglia (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), Z. Sakr (Instituto de Física Teórica UAM-CSIC, Campus de Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université St Joseph, Faculty of Sciences, Beirut, Lebanon), D. Sapone (Departamento de Física, FCFM, Universidad de Chile, Blanco Encalada 2008, Santiago, Chile), B. Sartoris (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany, INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy), P. Schneider (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), M. Scodeggio (INAF-IASF Milano, Via Alfonso Corti 12, 20133 Milano, Italy), A. Secroun (Aix-Marseille Université, CNRS/IN2P3, CPPM, Marseille, France), E. Sihvola (Department of Physics and Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), P. Simon (Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie, Auf dem Hügel 71, 53121 Bonn, Germany), C. Sirignano (Dipartimento di Fisica e Astronomia "G. Galilei", Università di Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy, INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), G. Sirri (INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy), L. Stanco (INFN-Padova, Via Marzolo 8, 35131 Padova, Italy), P. Tallada-Crespí (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra), A. N. Taylor (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK), H. I. Teplitz (Infrared Processing and Analysis Center, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA), I. Tereno (Departamento de Física, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Edifício C8, Campo Grande, PT1749-016 Lisboa, Portugal, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Tapada da Ajuda, 1349-018 Lisboa, Portugal), N. Tessore (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Holmbury St Mary, Dorking, Surrey RH5 6NT, UK), S. Toft (Cosmic Dawn Center, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Jagtvej 128, 2200 Copenhagen, Denmark), R. Toledo-Moreo (Universidad Politécnica de Cartagena, Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadoras, Plaza del Hospital 1, 30202 Cartagena, Spain), F. Torradeflot (Port d'Informació Científica, Campus UAB, C. Albareda s/n, 08193 Bellaterra, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas), I. Tutusaus (Institute of Space Sciences, Institut d'Estudis Espacials de Catalunya, Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie), J. Valiviita (Department of Physics, P.O. Box 64, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland, Helsinki Institute of Physics, Gustaf Hällströmin katu 2, University of Helsinki, 00014 Helsinki, Finland), T. Vassallo (INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste, Via G. B. Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy, University Observatory, LMU Faculty of Physics, Scheinerstr. 1, 81679 Munich, Germany), G. Verdoes Kleijn (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, PO Box 800, 9700 AV Groningen, The Netherlands), A. Veropalumbo (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy, INFN-Sezione di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy, Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Via Dodecaneso 33, 16146, Genova, Italy), Y. Wang (Caltech/IPAC, 1200 E. California Blvd., Pasadena, CA 91125, USA), J. Weller (Universitäts-Sternwarte München, Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München, Scheinerstr. 1, 81679 München, Germany, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Giessenbachstr. 1, 85748 Garching, Germany), G. Zamorani (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), F. M. Zerbi (INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, Via Brera 28, 20122 Milano, Italy), I. A. Zinchenko (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Mönchhofstr. 12-14, 69120 Heidelberg, Germany), E. Zucca (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy), M. Sereno (INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Piero Gobetti 93/3, 40129 Bologna, Italy, INFN-Sezione di Bologna, Viale Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy)
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Imaginez l'univers comme un gigantesque océan cosmique, et les galaxies comme des îles flottant en son sein. Depuis des siècles, les astronomes tentent de cartographier les distances entre ces îles, mais l'océan est vaste et sombre, ce qui rend difficile la détermination de la distance séparant une île d'une autre. L'un des stratagèmes les plus ingénieux utilisés par les scientifiques pour mesurer ces distances s'appelle les « fluctuations de la brillance de surface » (SBF). Considérez une galaxie non pas comme un nuage lumineux et lisse, mais comme une foule de milliards de petites étoiles. Si vous regardez une galaxie de très loin, elle ressemble à un flou homogène. Mais si vous zoomez suffisamment, vous commencez à percevoir le grain de la foule — certains pixels de votre caméra sont légèrement plus brillants parce qu'ils captent par hasard quelques étoiles de plus que leurs voisins. Ce « grain » est la fluctuation. La règle clé est simple : plus la galaxie est éloignée, plus le grain paraît lisse, car les étoiles individuelles se mélangent dans le flou. En mesurant à quel point la lumière est « granuleuse », les astronomes peuvent calculer précisément la distance de la galaxie, sans avoir besoin de savoir à quelle vitesse elle se déplace ou de quoi elle est composée. Cette méthode revient à juger la distance d'un concert lointain en écoutant si l'on perçoit distinctement les voix individuelles de la foule ou seulement un bourdonnement continu.
C'est ici qu'entre en scène la mission Euclid, un nouveau puissant télescope spatial conçu pour prendre les images les plus détaillées de l'univers jamais vues. Les scientifiques sont enthousiasmés car Euclid va photographier des milliards de galaxies, offrant une opportunité en or d'utiliser ce stratagème du « grain » à une échelle massive. Cependant, il y a un bémol : les caméras d'Euclid sont si nouvelles et leur traitement de données si différent de ce à quoi les astronomes sont habitués que personne ne savait si la « granularité » pouvait même être mesurée avec précision sur ses images. C'est comme essayer de mesurer la texture d'un tissu à l'aide d'un tout nouveau type de microscope que personne n'a encore utilisé pour le textile. La grande question était la suivante : pouvons-nous faire confiance aux images d'Euclid pour nous indiquer la distance des galaxies, ou la nouvelle technologie va-t-elle fausser la mesure ?
Cet article est la première fois que des scientifiques tentent d'utiliser les premières images d'Euclid pour mesurer ces distances cosmiques. L'équipe, dirigée par R. Habas et M. Cantiello, s'est concentrée sur l'amas de galaxies du Fornax, un groupe de galaxies proches déjà bien étudié. Ils ont utilisé un nouveau programme informatique automatisé qu'ils ont conçu, appelé « FAST-SBF », pour analyser le grain de la lumière dans les images d'Euclid. Leur objectif était de voir si les données du télescope pouvaient produire des mesures de distance fiables et de créer une « règle » (un étalonnage) qui pourrait être utilisée pour des milliers d'autres galaxies à l'avenir.
Les résultats sont un « oui » retentissant, mais avec quelques nuances. L'équipe a réussi à mesurer les distances de 15 galaxies de l'amas du Fornax et a constaté que leurs mesures concordaient très bien avec ce que nous savions déjà grâce à d'autres méthodes. Ils ont ensuite testé leur nouvelle règle sur des galaxies situées dans deux autres endroits : l'amas de Persée et un groupe de galaxies naines orbitant autour d'une galaxie appelée NGC 6744. Dans les deux cas, les distances calculées étaient cohérentes avec les estimations précédentes, suggérant que les données d'Euclid sont effectivement assez robustes pour cette mesure délicate.
Cependant, l'article souligne également que le traitement standard des données d'Euclid n'est pas parfait pour cette tâche spécifique. La manière dont le télescope combine ses images peut parfois trop lisser le « grain », ce qui rend la mesure plus difficile. Les auteurs suggèrent que, bien que les données actuelles soient exploitables, les futurs modes de traitement pourraient devoir être ajustés pour obtenir les meilleurs résultats possibles. Ils ont également comparé leurs découvertes à des modèles informatiques décrivant le comportement des étoiles. La correspondance est globalement bonne, bien qu'il y ait des indices suggérant que les modèles pourraient nécessiter un léger ajustement concernant une phase spécifique de la vie d'une étoile (appelée la phase TP-AGB), qui affecte la luminosité apparente du « grain ».
En résumé, cet article prouve qu'Euclid change la donne pour la mesure de l'univers. Il démontre que, même avec un pipeline de données neuf et légèrement imparfait, nous pouvons déjà utiliser ses images pour cartographier les distances des galaxies proches avec une précision surprenante. C'est une première étape réussie qui ouvre la voie à un avenir où nous pourrons cartographier l'univers local entier avec un niveau de détail sans précédent, transformant la lumière « granuleuse » des étoiles lointaines en une carte cosmique précise.
Résumé technique : Euclid : Calibrage des distances à partir des fluctuations de la brillance de surface avec les observations de la première diffusion (Early Release Observations) de l'amas du Fornax
Problématique et Contexte
La mission Euclid est sur le point d'observer environ 14 000 deg² du ciel, imagerie des milliards de galaxies. Bien que la couverture spatiale, la résolution et la profondeur de la mission soient idéales pour cartographier la structure 3D de l'Univers proche à l'aide des fluctuations de la brillance de surface (SBF - Surface Brightness Fluctuations), la méthode nécessite une standardisation pour les bandes passantes spécifiques d'Euclid avant qu'une application à grande échelle ne puisse commencer. La méthode SBF mesure des distances indépendantes du décalage vers le rouge en analysant les variations de flux pixel par pixel causées par la distribution statistique des étoiles. Cependant, l'amplitude de ces fluctuations dépend de la population stellaire sous-jacente (âge et métallicité), ce qui nécessite un calibrage de la magnitude absolue de fluctuation (MSBF) en fonction de la couleur. De plus, le pipeline de réduction de données standard d'Euclid n'est pas optimisé pour la SBF, particulièrement en ce qui concerne les noyaux d'interpolation utilisés pour l'empilement d'images, qui peuvent introduire des corrélations susceptibles de simuler ou d'obscurcir le signal SBF.
Méthodologie
Cette étude présente la première application de la SBF aux données d'Euclid, utilisant les observations de la première diffusion (ERO - Early Release Observations) du groupe de galaxies du Fornax. Les auteurs ont utilisé le code FAST-SBF, un outil basé sur Python, largement automatisé, conçu pour mesurer les amplitudes de fluctuation stellaire. La méthodologie impliquait :
- Sélection des données : L'équipe a analysé le groupe du Fornax (utilisé pour le calibrage), le groupe de Perseus, et des candidats satellites nains autour de NGC 6744 (utilisés pour les tests). Ils ont utilisé les bandes IE (visible) et HE (proche infrarouge).
- Adaptation du pipeline : Contrairement au pipeline standard d'Euclid qui utilise des noyaux bilinéaires, le pipeline ERO a appliqué un noyau Lanczos3 pour l'empilement des images IE. Cela était crucial pour la SBF car cela minimise les corrélations de pixels dans le spectre de puissance spatiale, préservant ainsi l'hypothèse de bruits de pixels indépendants requise par la technique.
- Processus de mesure :
- Prétraitement : Soustraction locale du fond de ciel, modélisation de la galaxie et masquage des sources compactes/étendues (amas globulaires, galaxies d'arrière-plan).
- Analyse du spectre de puissance : L'image résiduelle a été convertie dans l'espace de Fourier. L'amplitude des fluctuations (P0) a été extraite en ajustant le spectre de puissance radiale moyenné azimuthalement (P(k)=P0E(k)+P1) par rapport à l'attente de la fonction d'étalement du point (PSF).
- Correction : Les contributions des amas globulaires et des galaxies d'arrière-plan non détectés ont été estimées et soustraites.
- Calibrage : La magnitude apparente de la SBF (mIE) et la couleur ((IE−HE)) ont été mesurées dans le même anneau. La magnitude absolue (MIE) a été dérivée de la distance connue du groupe du Fornax (d=19,3±0,7 Mpc, basée sur les mesures TRGB).
- Validation : La robustesse des ajustements a été testée en faisant varier les paramètres tels que la fenêtre d'ajustement, le seuil de masquage des sources (κ) et la taille de l'anneau. Les résultats ont également été comparés aux modèles de population stellaire simple (SSP) de l'outil SPoT (Stellar Population Tools).
Résultats Clés
- Faisabilité : Malgré le fait que le pipeline d'Euclid ne soit pas optimisé pour la SBF, les auteurs ont réussi à extraire des mesures de distance robustes. L'utilisation du noyau Lanczos3 dans les données ERO a été suffisante pour récupérer des amplitudes de fluctuation fiables.
- Calibrage : Une relation de calibrage pour la magnitude absolue de la SBF dans la bande IE a été établie pour 15 galaxies du Fornax (massives et naines) présentant des mesures robustes :
MIE,0=−0,78+0,76x+0,66x2+9,87x3
où x=(IE−HE)0−0,65. Les galaxies massives suivent cette relation de près (Δm<0,1), tandis que les naines présentent une dispersion plus grande (Δm<0,2), ce qui est cohérent avec la littérature. - Vérification de la distance :
- Groupe de Perseus : L'application du calibrage du Fornax à 7 galaxies robustes de Perseus a donné une distance de d=69,5−4,4+4,6 Mpc, cohérente avec l'agrégat de la littérature de 72±3 Mpc. Une galaxie a été identifiée comme un objet d'avant-plan se déplaçant vers le groupe à une vitesse élevée, démontrant la capacité de la SBF à distinguer l'appartenance au groupe indépendamment du décalage vers le rouge.
- NGC 6744 : Les mesures des satellites nains autour de NGC 6744 ont produit une distance de d=9,6−0,4+0,5 Mpc, ce qui concorde bien avec les mesures TRGB (9,39±0,43 Mpc).
- Comparaison avec la population stellaire : La relation mesurée MIE vs couleur montre un bon accord avec les modèles SSP de SPoT. Les modèles incluant les étoiles de la branche asymptotique des géantes évoluées en phase de transition (TP-AGB) fournissent un meilleur ajustement aux données, particulièrement concernant les tendances de métallicité, bien que des divergences aux couleurs intermédiaires suggèrent de potentielles variations des populations TP-AGB à travers les régimes de masse galactique.
- Limites : Le calibrage actuel est sensible aux galaxies les plus bleues de l'échantillon. Les galaxies naines proches de voisines massives ont souffert de contamination, et les plus petites/faibles naines ont présenté des ajustements instables en raison de statistiques de pixels faibles.
Signification et Revendications
L'article affirme que les données d'Euclid, même sous leur forme actuelle ERO, sont capables de mesurer des distances SBF avec une précision raisonnable, validant la méthode pour les futurs relevés à grande échelle. La contribution primaire est l'établissement d'un premier calibrage de point zéro pour la bande IE, permettant la mesure de distances pour des milliers de galaxies dans les prochaines publications de l'Euclid Wide Survey (EWS).
Les auteurs soulignent que, bien que le pipeline standard actuel utilise l'interpolation bilinéaire (inadaptée à la SBF), la stratégie ERO utilisant des noyaux Lanczos3 prouve le concept. Ils affirment qu'avec de futurs produits de données dédiés (par exemple, à partir de la fonction de traitement MERge) et les échantillons plus larges attendus de l'EWS, la SBF deviendra un outil puissant pour :
- Cartographier la structure 3D de l'Univers proche avec une forte puissance statistique.
- Sonder les populations stellaires sous-jacentes (âge et métallicité) des galaxies non résolues en comparant les magnitudes et les couleurs SBF aux modèles de population stellaire.
L'étude conclut que, bien que l'échantillon actuel soit restreint et le calibrage modeste, la technique est suffisamment robuste pour être étendue de manière significative dans les futures publications de données d'Euclid, offrant potentiellement un indicateur de distance unique et indépendant du décalage vers le rouge pour l'Univers local.
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