{"id":12388,"date":"2024-03-11T22:11:51","date_gmt":"2024-03-11T22:11:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/sao-tome-e-principe\/politique\/energie-noire-euclid-va-enqueter-sur-lexpansion-de-lunivers"},"modified":"2024-03-12T01:48:17","modified_gmt":"2024-03-12T01:48:17","slug":"energie-noire-euclid-va-enqueter-sur-lexpansion-de-lunivers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/sao-tome-e-principe\/toutes-les-actualites\/energie-noire-euclid-va-enqueter-sur-lexpansion-de-lunivers","title":{"rendered":"Energie noire : Euclid va enqu\u00eater sur l\u2019expansion de l\u2019Univers"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – S\u00e3o Tom\u00e9 e Pr\u00edncipe. <\/strong><\/span>Sommes-nous a\u0300 l\u2019aube d\u2019un renversement de perspective cosmologique ? A\u0300 un passage de gue\u0301 cognitif semblable a\u0300 celui qui nous a mene\u0301s d\u2019un syste\u0300me ou\u0300 la Terre e\u0301tait le centre de l\u2019Univers vers celui qui a mis le Soleil au milieu de l\u2019e\u0301chiquier ? \u201cLa pe\u0301riode est scientifiquement embarrassante, reconnai\u0302t Guiseppe Racca, directeur du programme Euclid a\u0300 l\u2019Agence spatiale europe\u0301enne (ESA). Nous savons aujourd\u2019hui que 95 % de la composition de l\u2019Univers nous sont inconnus. \u201d<\/p>\n

Les de\u0301couvertes des dernie\u0300res de\u0301cennies ont montre\u0301 en effet que celui-ci est compose\u0301 a\u0300 seulement 5 % de matie\u0300re ordinaire, d\u2019atomes qui composent notre corps, notre environnement et l\u2019Univers connu. Le reste du cosmos est domine\u0301 a\u0300 68 % par l\u2019e\u0301nergie noire et a\u0300 27 % par la matie\u0300re noire: deux composantes dont nous ne savons quasiment rien.<\/p>\n

\u201cLes observations spatiales rele\u0300vent des tensions a\u0300 tous les e\u0301chelons du mode\u0300le de gravite\u0301 ge\u0301ne\u0301rale, souligne David Elbaz, astrophysicien au Commissariat a\u0300 l\u2019e\u0301nergie atomique et aux e\u0301nergies alternatives (CEA), a\u0300 Saclay (Essonne). C\u2019est un cauchemar: notre mode\u0300le de gravite\u0301 semble casse\u0301, gouverne\u0301 a\u0300 90 % par des baryons noirs ! Pourtant toutes les observations valident la the\u0301orie de la relativite\u0301 ge\u0301ne\u0301rale d\u2019Einstein. Notre objectif est d\u2019aller au-dela\u0300 de la pense\u0301e d\u2019Einstein. Avec Euclid, nous nous lanc\u0327ons dans l\u2019inconnu. \u201d<\/p>\n

Lance\u0301 le 1er juillet 2023, le satellite europe\u0301en, qui porte le nom du pe\u0300re antique de la ge\u0301ome\u0301trie, doit permettre de de\u0301couvrir de nouvelles voies de compre\u0301hension de l\u2019Univers. Il a d\u2019abord rejoint le point de Lagrange L2, une re\u0301gion de l\u2019espace a\u0300 1,5 million de kilome\u0300tres de la Terre qui lui offre une vue comple\u0300te du ciel, loin des influences gravitationnelles de la Terre, du Soleil ou de la Lune. Apre\u0300s une premie\u0300re pe\u0301riode de tests et de calibrage des instruments, Euclid a commence\u0301 sa mission scientifique en fe\u0301vrier. Un moment capital pour les e\u0301quipes, apre\u0300s douze ans de de\u0301veloppement, dans lequel ont e\u0301te\u0301 implique\u0301es 3500 personnes, dont plus de 1500 scientifiques de 17 pays.<\/p>\n

Pendant six ans, l\u2019observatoire spatial va scruter pre\u0300s de deux milliards de galaxies sur environ 36 % du ciel (15.000 degre\u0301s carre\u0301s). Soit la portion de ciel qui n\u2019est e\u0301claire\u0301e ni par le Syste\u0300me solaire ni par la Voie lacte\u0301e ou tout autre nuage de poussie\u0300res proche, et qui permet donc d\u2019acce\u0301der a\u0300 toutes les e\u0301chelles cosmiques, des galaxies proches jusqu\u2019aux plus grands filaments de matie\u0300re de l\u2019Univers profond.<\/p>\n

Une topographie de la distribution de la matie\u0300re noire<\/b><\/p>\n

Le germe de cette mission remonte a\u0300 1998, lorsque deux e\u0301quipes inde\u0301pendantes montrent que l\u2019expansion de l\u2019Univers, cense\u0301e de\u0301ce\u0301le\u0301rer sous l\u2019effet de la gravite\u0301, est en re\u0301alite\u0301 entre\u0301e dans une e\u0301trange phase d\u2019acce\u0301le\u0301ration. Ce phe\u0301nome\u0300ne inexplicable, qui va a\u0300 l\u2019encontre des mode\u0300les existants, sous-entend \u201cl\u2019existence d\u2019une nouvelle composante, d\u2019une nouvelle interaction fondamentale, qu\u2019on appelle ge\u0301ne\u0301riquement l\u2019e\u0301nergie noire, note Yannick Mellier, astronome a\u0300 l\u2019Institut d\u2019astrophysique de Paris et responsable de la mission Euclid. Nous savons que cet effet d\u2019acce\u0301le\u0301ration de l\u2019expansion a pris place au cours des dix derniers milliards d\u2019anne\u0301es. C\u2019est donc cette e\u0301chelle cosmique que nous allons explorer, puis couper en tranches temporelles afin de regarder comment l\u2019Univers se structure en fonction de son a\u0302ge. \u201d L\u2019objectif e\u0301tant de comprendre quand et comment l\u2019e\u0301nergie noire a pris en main le destin de l\u2019Univers.<\/p>\n

Pour cela, Euclid dispose d\u2019un te\u0301lescope de 1,2 me\u0300tre de diame\u0300tre qui alimente en photons deux instruments: un imageur visible (VIS), qui produit des images de 620 me\u0301gapixels, et un spectrome\u0300tre-photome\u0300tre infrarouge (NISP), le plus grand imageur infrarouge jamais envoye\u0301 dans l\u2019espace. La mission va ainsi re\u0301aliser une topographie de la distribution de la matie\u0300re noire dans l\u2019Univers, le ro\u0302le des montagnes e\u0301tant ici joue\u0301 par les grandes concentrations de matie\u0300re.<\/p>\n

L\u2019hypothe\u0300se de l\u2019existence d\u2019une matie\u0300re dite noire a e\u0301te\u0301 faite en 1933 par l\u2019astronome suisse Fritz Zwicky. Afin d\u2019e\u0301valuer la masse totale de l\u2019amas de la Chevelure de Be\u0301re\u0301nice, il a eu l\u2019ide\u0301e de comparer la quantite\u0301 de lumie\u0300re e\u0301mise par les populations d\u2019e\u0301toiles a\u0300 la \u201cmasse dynamique\u201d, c\u2019est-a\u0300-dire celle que l\u2019on peut de\u0301duire de la vitesse de rotation des galaxies. Il de\u0301couvre ainsi que cette dernie\u0300re est 400 fois plus grande que la masse lumineuse ! De me\u0302me, sans matie\u0300re noire, les e\u0301toiles orbitant en pe\u0301riphe\u0301rie d\u2019une galaxie, ou\u0300 la gravite\u0301 est plus dilue\u0301e, devraient se de\u0301placer plus lentement que celles du centre. Pourtant, les observations montrent que les unes et les autres tournent a\u0300 peu pre\u0300s a\u0300 la me\u0302me vitesse, ce qui sugge\u0300re a\u0300 nouveau la pre\u0301sence d\u2019une grande quantite\u0301 de masse invisible. Une matie\u0300re qui ne produit aucun rayonnement n\u2019est pas faite d\u2019atomes et n\u2019a aucune interaction avec la matie\u0300re ordinaire, si ce n\u2019est par la gravitation.<\/p>\n

Mais comment cartographier quelque chose que l\u2019on ne voit pas ? \u201cIl y a deux approches particulie\u0300rement inte\u0301ressantes, souligne Yannick Mellier. La premie\u0300re consiste a\u0300 observer les effets de lentilles gravitationnelles. Mais a\u0300 des e\u0301chelles cosmologiques, ces effets sont extraordinairement faibles et ne\u0301cessitent des mesures de tre\u0300s haute pre\u0301cision. L\u2019autre approche consiste a\u0300 mesurer statistiquement l\u2019e\u0301volution des galaxies sous l\u2019effet de la gravite\u0301, leur regroupement progressif au cours du temps. \u201d Le film de la structuration de la matie\u0300re devrait en effet nous aider a\u0300 comprendre le ro\u0302le de l\u2019e\u0301nergie noire dans l\u2019e\u0301quation de l\u2019Univers.<\/p>\n

La premie\u0300re piste d\u2019enque\u0302te s\u2019appuiera sur la haute sensibilite\u0301 de l\u2019instrument VIS, qui doit permettre \u201cd\u2019imager en lumie\u0300re visible la forme d\u2019une galaxie avec une pre\u0301cision de 1 %, de\u0301taille David Elbaz. Et ainsi de de\u0301celer les plus infimes de\u0301formations engendre\u0301es par la pre\u0301sence de matie\u0300re noire dans la ligne de vise\u0301e. \u201d Selon la the\u0301orie de la relativite\u0301 ge\u0301ne\u0301rale, l\u2019espace-temps se comporte, en quelque sorte, comme une trame courbe\u0301e localement par la masse des astres \u2013 e\u0301toiles, trous noirs, galaxies -, mais aussi par celle d\u2019agre\u0301gats de matie\u0300re noire. Lorsque les rayons de lumie\u0300re passent au voisinage de ces collines ou chai\u0302nes de montagnes invisibles, ils sont de\u0301fle\u0301chis: un phe\u0301nome\u0300ne appele\u0301 lentille gravitationnelle.<\/p>\n

Celle-ci est dite forte lorsqu\u2019elle produit des effets optiques remarquables: multiplication des images d\u2019une source unique, cre\u0301ation d\u2019arc ou d\u2019anneaux lumineux \u2013 les anneaux d\u2019Einstein. Les effets de lentilles gravitationnelles faibles sont autrement plus subtils et n\u2019entrai\u0302nent que de le\u0301ge\u0300res distorsions de la forme des galaxies lointaines, de\u0301crites par les astrophysiciens comme des \u201ce\u0301tirements\u201d ou des \u201ccisaillements\u201d.<\/p>\n

L\u2019acce\u0300s a\u0300 la troisie\u0300me dimension gra\u0302ce a\u0300 l\u2019infrarouge<\/b><\/p>\n

La seconde voie de recherche exploitera les donne\u0301es capture\u0301es par le spectrome\u0300tre infrarouge NISP, qui enregistrera 64 me\u0301gapixels par observation. Les galaxies lointaines, qui s\u2019e\u0301loignent de nous du fait de l\u2019expansion de l\u2019Univers, e\u0301mettent une lumie\u0300re e\u0301tire\u0301e vers des longueurs d\u2019onde plus e\u0301tendues, passant du spectre visible vers l\u2019infrarouge. \u201cQuand la vou\u0302te ce\u0301leste nous offre une vue en deux dimensions de l\u2019Univers, la spectrome\u0301trie infrarouge permet d\u2019acce\u0301der a\u0300 sa troisie\u0300me dimension \u201c, note David Elbaz.<\/p>\n

Les donne\u0301es produites par NISP vont e\u0301clairer d\u2019un jour nouveau les amas de galaxies, les plus massives des structures de l\u2019Univers dont le ciment gravitationnel est la matie\u0300re noire. \u201cUn mode\u0300le d\u2019univers avec une densite\u0301 de matie\u0300re noire e\u0301leve\u0301e produira plus d\u2019amas que celui avec une densite\u0301 faible \u201c, explique Yannick Mellier. L\u2019estimation de la population d\u2019amas et de son e\u0301volution au cours du temps ne\u0301cessite donc de sonder les profondeurs de l\u2019Univers. \u201cChaque galaxie a sa propre vitesse, souligne le chercheur, une vitesse qui n\u2019est pas ale\u0301atoire: les galaxies ont en effet tendance a\u0300 se diriger vers les structures les plus massives de l\u2019Univers. Elles forment alors des champs de vitesses qui tracent les re\u0301gions cosmiques ou\u0300 se concentre la gravite\u0301. \u201d La\u0300 encore, les vitesses de de\u0301placement de toutes les pie\u0300ces de l\u2019e\u0301chiquier seront autant de sources d\u2019information a\u0300 me\u0302me d\u2019e\u0301lucider le myste\u0300re de l\u2019e\u0301nergie noire.<\/p>\n

Ces deux voies d\u2019investigation ont toutefois ne\u0301cessite\u0301 de de\u0301ployer des tre\u0301sors d\u2019inge\u0301niosite\u0301 technologique. \u201cEnregistrer les tre\u0300s fins e\u0301carts de forme des galaxies provoque\u0301s par la matie\u0300re noire exige une qualite\u0301 d\u2019image stable au cours du temps, note David Elbaz. La me\u0302me image prise a\u0300 deux ou six ans de distance doit e\u0302tre semblable, a\u0300 la mole\u0301cule pre\u0300s ! \u201d<\/p>\n

Cette ultra-haute pre\u0301cision permettra a\u0300 chaque pose d\u2019observer les de\u0301formations gravitationnelles de 50.000 a\u0300 100.000 galaxies. L\u2019instrument NISP, de\u0301die\u0301 a\u0300 la lumie\u0300re infrarouge, ope\u0300re quant a\u0300 lui a\u0300 une tempe\u0301rature de -170 \u00b0C, ce qui lui permet de de\u0301celer toutes les sources de chaleur de son champ de vision. L\u2019un des grands de\u0301fis de la mission e\u0301tait de lui assurer une tre\u0300s grande stabilite\u0301 de mesure, en de\u0301pit du rayonnement cosmique qui le bombarde et le vieillit en permanence. \u201cCette stabilite\u0301 a permis de planifier, a\u0300 l\u2019aide de logiciels, les releve\u0301s a\u0300 la seconde pre\u0300s, et ce pendant six ans \u201c, s\u2019enthousiasme Jean-Charles Cuillandre, astronome au CEA.<\/p>\n

NISP va ainsi permettre d\u2019e\u0301tudier le de\u0301calage vers le rouge de la lumie\u0300re des astres, le pendant de l\u2019effet Doppler pour le son. A\u0300 l\u2019approche d\u2019une ambulance, les ondes sonores de sa sire\u0300ne sont resserre\u0301es, comme e\u0301crase\u0301es a\u0300 l\u2019avant du ve\u0301hicule et le son parai\u0302t plus aigu a\u0300 l\u2019observateur. A\u0300 l\u2019inverse, tandis que l\u2019ambulance s\u2019e\u0301loigne, les ondes s\u2019e\u0301tirent dans le sillage du ve\u0301hicule et le son devient plus grave. Le me\u0302me phe\u0301nome\u0300ne se produit pour la lumie\u0300re: celle d\u2019un astre est perc\u0327ue plus bleue a\u0300 l\u2019approche et plus rouge lorsqu\u2019il s\u2019e\u0301loigne. Le de\u0301calage vers le rouge des galaxies va permettre a\u0300 Euclid de mesurer pre\u0301cise\u0301ment leur distance et dresser la carte la plus e\u0301tendue dans l\u2019espace et le temps jamais re\u0301alise\u0301e. Le de\u0301calage vers le rouge est de fait l\u2019un des marqueurs essentiels de l\u2019e\u0301nergie noire.<\/p>\n

Pour pouvoir balayer l\u2019e\u0301norme portion de ciel auquel il est de\u0301die\u0301, \u201cEuclid est dote\u0301 d\u2019un large champ de vision, qui couvre a\u0300 peu pre\u0300s la surface de trois pleines lunes, explique David Elbaz. Par comparaison, celui du te\u0301lescope spatial Hubble e\u0301quivaut a\u0300 la pointe d\u2019un stylo porte\u0301 a\u0300 bout de bras et celui du James Webb a\u0300 la vision au travers du chas d\u2019une aiguille. Au cours de sa mission, Euclid va observer chaque semaine l\u2019e\u0301quivalent de la totalite\u0301 du ciel couvert par le te\u0301lescope Hubble en trente ans. Cela prendrait neuf cents ans a\u0300 Hubble pour assurer le me\u0302me re\u0301sultat ! \u201d<\/p>\n

Une telle moisson d\u2019images et de spectres va permettre des comparaisons statistiques entre les tranches d\u2019univers, pour comprendre ou\u0300 et comment l\u2019Univers acce\u0301le\u0300re son expansion. Et en savoir plus sur l\u2019e\u0301volution dans le temps de la prise de pouvoir de l\u2019e\u0301nergie noire sur le destin de celui-ci.<\/p>\n

Des images d\u2019une pre\u0301cision sans pre\u0301ce\u0301dent<\/b><\/p>\n

Le 7 novembre 2023, l\u2019ESA a publie\u0301 les cinq premie\u0300res images issues des premiers tests instrumentaux d\u2019Euclid. Elles ont de\u0301montre\u0301 l\u2019excellence de l\u2019observatoire, par sa pre\u0301cision, ses largeur et profondeur de vue ine\u0301dites ! Au-dela\u0300 des objectifs principaux, ces cliche\u0301s annoncent un bouleversement scientifique pour de nombreux autres champs de recherche. \u201cEuclid est un joli filet que l\u2019on lance a\u0300 la lumie\u0300re et qui, sur une fraction et une profondeur du ciel plus grandes que ce qui a jamais e\u0301te\u0301 explore\u0301, attrape tout sur son passage, note Jean-Charles Cuillandre: aussi bien des e\u0301toiles, des plane\u0300tes flottantes, des galaxies proches, que la lumie\u0300re interstellaire ou des quasars lointains. \u201d<\/p>\n

Particulie\u0300rement impressionnante, l\u2019image de l\u2019amas de Perse\u0301e distingue avec une pre\u0301cision sans pre\u0301ce\u0301dent les 1000 galaxies de l\u2019amas et plus de 100.000 galaxies supple\u0301mentaires en arrie\u0300re-plan. Un grand nombre d\u2019entre elles, de faible luminosite\u0301 ou distantes de 10 milliards d\u2019anne\u0301es-lumie\u0300re, n\u2019avaient encore jamais e\u0301te\u0301 observe\u0301es. Situe\u0301 a\u0300 240 millions d\u2019anne\u0301es-lumie\u0300re, cet amas est l\u2019une des structures les plus massives connues. Il ne peut s\u2019e\u0302tre forme\u0301 et demeurer gravitationnellement stable qu\u2019en inte\u0301grant une grande composante de matie\u0300re noire. Perse\u0301e est probablement a\u0300 l\u2019intersection de filaments cosmiques de matie\u0300re noire. Plus de la moitie\u0301 des galaxies d\u2019arrie\u0300re-plan seront utilise\u0301es pour analyser les effets de lentilles gravitationnelles faibles.<\/p>\n

\u201cLes quatre autres cliche\u0301s illustrent les diffe\u0301rentes e\u0301chelles qui vont pouvoir e\u0302tre explore\u0301es par Euclid \u201c, indique Jean-Charles Cuillandre, artisan de cette premie\u0300re livraison d\u2019images. Le chercheur est particulie\u0300rement admiratif du portrait d\u2019une galaxie spirale, IC-342, \u201cune image remarquable, qui est a\u0300 mon sens la plus pre\u0301cise jamais prise en astronomie d\u2019une galaxie dans son inte\u0301gralite\u0301. Cet observatoire spatial va fournir une moisson de donne\u0301es avec un potentiel de de\u0301couvertes conside\u0301rable. Je pense qu\u2019on parlera encore des re\u0301sultats d\u2019Euclid dans quarante ans. \u201d<\/p>\n

Yannick Mellier s\u2019enthousiasme quant a\u0300 lui des performances extraordinaires de l\u2019instrument en infrarouge qui \u201cva fournir a\u0300 la communaute\u0301 astronomique des donne\u0301es qui correspondent a\u0300 peu pre\u0300s a\u0300 12 milliards de sources en visible et en infrarouge. C\u2019est extraordinaire ! \u201d La publication du releve\u0301 total ne sera cependant faite qu\u2019au de\u0301but de la prochaine de\u0301cennie, qui promet ainsi de revoir de fond en comble notre vision du cosmos, et peut-e\u0302tre de rebattre les cartes de la physique pour aller au-dela\u0300 de la vision d\u2019Einstein. Et enfin comprendre la nature de l\u2019e\u0301nergie noire !<\/p>\n

Des pe\u0301taoctets de donne\u0301es<\/b><\/p>\n

La cosmologie est aujourd\u2019hui passe\u0301e dans un re\u0301gime de haute pre\u0301cision, qui ne\u0301cessite de collecter toujours plus de donne\u0301es. \u201cLeur traitement statistique est l\u2019un des plus grands de\u0301fis de la mission Euclid, remarque Yannick Mellier, chercheur a\u0300 l\u2019institut d\u2019astrophysique de Paris. Aucune mission spatiale n\u2019a jamais produit la masse d\u2019informations complexes que nous nous appre\u0302tons a\u0300 recevoir au cours des six prochaines anne\u0301es. Il a e\u0301te\u0301 incroyablement complique\u0301 d\u2019organiser la chai\u0302ne de traitement des parame\u0300tres de forme de galaxies dans le spectre visible, combine\u0301s a\u0300 des mesures infrarouges, que nous allons comparer avec des profils enregistre\u0301s depuis des te\u0301lescopes au sol sur plus d\u2019un milliard de galaxies. Dix ans de travail ont e\u0301te\u0301 consacre\u0301s a\u0300 cette partie de la mission ! \u201d<\/p>\n

Euclid doit en effet enregistrer plus de 500.000 images et spectres e\u0301lectromagne\u0301tiques de plus de 10 milliards de sources, en lumie\u0300re visible et proche infrarouge. Soit au moins dix pe\u0301taoctets (1015 octets) de donne\u0301es brutes, dont le traitement sera re\u0301alise\u0301 a\u0300 l\u2019aide de neuf centres de calcul, re\u0301partis en Europe et en Californie, et du travail de 450 personnes. L\u2019intelligence artificielle sera e\u0301galement utilise\u0301e, pour \u201cnettoyer\u201d, par exemple, les interfe\u0301rences des rayons cosmiques dans les donne\u0301es. Les volumes d\u2019informations sont tels et leur traitement a\u0300 ce point complexe que cette partie de la mission repre\u0301sente 50 % du cou\u0302t total.<\/p>\n

Une premie\u0300re livraison de re\u0301sultats sera faite en 2025 a\u0300 partir de 20 % des donne\u0301es. En 2027, les chercheurs rendront publique une seconde analyse de la moitie\u0301 des observations, mais il faudra attendre 2030 pour avoir une lecture de l\u2019ensemble des images et spectres collecte\u0301s.<\/p>\n

Pour plus d’informations et d’analyses sur la S\u00e3o Tom\u00e9 e Pr\u00edncipe<\/a>, suivez Africa-Press<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Africa-Press – S\u00e3o Tom\u00e9 e Pr\u00edncipe. Sommes-nous a\u0300 l\u2019aube d\u2019un renversement de perspective cosmologique ? A\u0300 un passage de gue\u0301 cognitif semblable a\u0300 celui qui nous a mene\u0301s d\u2019un syste\u0300me ou\u0300 la Terre e\u0301tait le centre de l\u2019Univers vers celui qui a mis le Soleil au milieu de l\u2019e\u0301chiquier ? \u201cLa pe\u0301riode est scientifiquement embarrassante, […]<\/p>\n","protected":false},"author":82,"featured_media":12387,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[22,10],"tags":[36,55,56],"class_list":["post-12388","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-divers","category-toutes-les-actualites","tag-africa-press","tag-africa-press-sao-tome-e-principe","tag-sao-tome-e-principe"],"yoast_head":"\nEnergie noire : Euclid va enqu\u00eater sur l\u2019expansion de l\u2019Univers - S\u00e3o Tom\u00e9 e Pr\u00edncipe<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Sommes-nous a\u0300 l\u2019aube d\u2019un renversement de perspective cosmologique ? 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