La missione Euclide rivela l’universo oscuro nascosto in nuove immagini

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Messier 78 è un vivaio di formazione stellare avvolto da un velo di polvere interstellare situato a 1.300 anni luce dalla Terra. Utilizzando la sua fotocamera a infrarossi, Euclid ha esposto per la prima volta regioni nascoste di formazione stellare e ha mappato complessi filamenti di gas e polvere con un dettaglio senza precedenti. Crediti: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, elaborazione delle immagini di J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licenza standard CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Euclid, una missione ESA con NASAIl sostegno di , mira a mappare il cielo e studiare la materia oscura e l’energia oscura. Le sue nuove immagini e dati rivelano importanti scoperte scientifiche, tra cui pianeti fluttuanti e nane brune, che migliorano la nostra comprensione dell’universo.

La missione Euclid ha rilasciato cinque nuove immagini che mostrano la capacità del telescopio spaziale di esplorare due misteri cosmici su larga scala: la materia oscura e l’energia oscura. La materia oscura è una sostanza invisibile cinque volte più diffusa nell’universo della materia “ordinaria”, ma la cui composizione è sconosciuta. “Energia oscura” è il nome dato alla fonte sconosciuta che sta causando un’espansione sempre più rapida dell’universo. La missione Euclid è guidata dall’ESA (l’Agenzia spaziale europea) con il contributo della NASA,

Mappatura cosmica e precisione

Entro il 2030, Euclid creerà una mappa cosmica che coprirà quasi un terzo del cielo, utilizzando un campo visivo molto più ampio rispetto ai telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA, progettati per studiare aree più piccole con maggiori dettagli. Gli scienziati saranno quindi in grado di mappare la presenza di materia oscura con una precisione mai vista prima. Possono anche usare questa mappa per studiare come cambia la forza dell’energia oscura nel tempo.

L’ammasso galattico Abell 2764 (in alto a destra), fotografato dal telescopio Euclid dell’ESA, contiene centinaia di galassie. L’area esterna all’ammasso contiene anche galassie distanti che appaiono come quando l’universo aveva solo 700 milioni di anni. Crediti: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, elaborazione delle immagini di J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licenza standard CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Le cinque nuove immagini mostrano viste di diverse dimensioni di una regione di formazione stellare nel via Lattea galassia ad ammassi di centinaia di galassie – e sono state scattate poco dopo il lancio di Euclid nel luglio 2023 come parte del suo programma di osservazioni a rilascio anticipato. La missione ha rilasciato cinque immagini di questo programma lo scorso anno come anteprima di ciò che Euclid avrebbe offerto, prima che gli scienziati analizzassero i dati.

Nuove immagini e disponibilità della ricerca

Le nuove immagini, gli articoli scientifici associati e i dati sono disponibili sul sito Euclid. Un programma ESA preregistrato su questi risultati è disponibile su ESA TV e YouTube.

I pianificatori della missione per il prossimo telescopio spaziale romano Nancy Grace della NASA utilizzeranno le scoperte di Euclid per informare il lavoro complementare di Roman sull’energia oscura. Gli scienziati utilizzeranno Roman, con la sua sensibilità e nitidezza migliorate, per espandere il tipo di scienza che Euclid consente studiando le galassie più deboli e distanti.

La visione di Euclide del gruppo di galassie Dorado mostra segni di interazione e fusione tra galassie. I gusci di materia bianca e gialla, così come le “code” curve che si estendono nello spazio, forniscono la prova dell’interazione gravitazionale tra le galassie. Crediti: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, elaborazione delle immagini di J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licenza standard CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Spazio curvo e lente gravitazionale

In particolare, Euclid aiuterà gli scienziati a studiare la materia oscura osservando come questo misterioso fenomeno distorce la luce delle galassie lontane, come mostrato in una delle nuove immagini che mostrano un ammasso di galassie chiamato Abell 2390. La massa dell’ammasso di galassie, che comprende le galassie oscure . materia, crea curve nello spazio. La luce proveniente dalle galassie più distanti che viaggia su queste curve sembra piegarsi o piegarsi, in modo simile al modo in cui appare la luce quando passa attraverso il vetro deformato di una vecchia finestra. A volte la distorsione è così potente da poter creare anelli, archi acuti o immagini multiple della stessa galassia, un fenomeno chiamato lente gravitazionale forte.

Gli scienziati interessati ad esplorare gli effetti dell’energia oscura cercheranno principalmente un effetto più sottile, chiamato lente gravitazionale debole, che richiede un’analisi computazionale dettagliata per rilevare e rivelare la presenza di ammassi di materia oscura ancora più piccoli. Mappando questa materia oscura e tracciando l’evoluzione di questi ammassi nel tempo, gli scienziati studieranno come l’accelerazione verso l’esterno dell’energia oscura ha cambiato la distribuzione della materia oscura.

Ammasso di galassie Euclide Abell 2390

Più di 50.000 galassie sono visibili in questa immagine di Abell 2390, un ammasso di galassie situato a 2,7 miliardi di anni luce dalla Terra. Vicino al centro dell’immagine, alcune galassie appaiono macchiate e curve, un effetto chiamato forte lente gravitazionale che può essere utilizzato per rilevare la materia oscura. Crediti: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, elaborazione delle immagini di J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licenza standard CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Strumenti e capacità di osservazione

“Poiché l’energia oscura è un effetto relativamente piccolo, abbiamo bisogno di indagini più ampie per fornirci più dati e una migliore precisione statistica”, ha affermato Mike Seiffert, scienziato del progetto Euclid della NASA presso l’agenzia Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. “Non è qualcosa che ci permette di ingrandire una galassia e studiarla in dettaglio. Dobbiamo osservare un’area molto più ampia ed essere comunque in grado di rilevare questi effetti sottili. Per raggiungere questo obiettivo, avevamo bisogno di un telescopio spaziale specializzato come Euclid.

Il telescopio utilizza due strumenti che rilevano diverse lunghezze d’onda della luce: il Visible Light Imager (VIS) e lo spettrometro e fotometro nel vicino infrarosso (NISP). Le galassie in primo piano emettono più luce nelle lunghezze d’onda visibili (quelle che l’occhio umano può percepire), mentre le galassie di fondo sono generalmente più luminose nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso.

“L’osservazione di un ammasso di galassie con entrambi gli strumenti ci consente di vedere le galassie a distanze maggiori di quelle che potremmo ottenere utilizzando solo il visibile o l’infrarosso”, ha affermato JPLJason Rhodes, ricercatore principale dell’Euclid Dark Energy Science Team della NASA. “E Euclid può produrre questo tipo di immagini profonde, ampie e ad alta risoluzione centinaia di volte più velocemente di altri telescopi”. »

Galassia Euclide NGC 6744

L’ampio campo visivo di Euclide cattura l’intera galassia NGC 6744 e mostra agli astronomi le aree chiave della formazione stellare. La formazione stellare è il mezzo principale attraverso il quale le galassie crescono ed evolvono. Questa ricerca è quindi essenziale per capire perché le galassie appaiono in questo modo. Crediti: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, elaborazione delle immagini di J.-C Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; Licenza standard CC BY-SA 3.0 IGO o ESA

Scoperte oltre l’energia oscura

Mentre la materia oscura e l’energia oscura sono al centro di Euclide. La missione ha varie altre applicazioni astronomiche. La mappa del cielo su larga scala di Euclid può, ad esempio, essere utilizzata per scoprire oggetti deboli e osservare i cambiamenti negli oggetti cosmici, come una stella che cambia luminosità. I nuovi risultati scientifici di Euclid includono l’individuazione di pianeti fluttuanti (pianeti che non orbitano attorno alle stelle), difficili da trovare a causa della loro bassa luminosità. Inoltre, i dati rivelano nane brune scoperte di recente. Pensati per formarsi come le stelle ma non abbastanza grandi da iniziare la fusione nei loro nuclei, questi oggetti evidenziano le differenze tra stelle e pianeti.

“I dati, le immagini e gli articoli scientifici pubblicati segnano ora l’inizio dei risultati scientifici di Euclid e mostrano una diversità scientifica sorprendentemente ampia che va oltre l’obiettivo primario della missione”, ha affermato Seiffert. “Ciò che già osserviamo attraverso l’ampia visione di Euclide ha prodotto risultati che studiano i singoli pianeti, le caratteristiche della nostra galassia, la Via Lattea e la struttura dell’universo su larga scala. È allo stesso tempo emozionante e un po’ travolgente stare al passo con tutti gli sviluppi.

Contributi e sostegno di Euclide

Tre team scientifici supportati dalla NASA stanno contribuendo alla missione Euclid. Oltre a progettare e produrre l’elettronica del chip del sensore per lo strumento NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer) di Euclid, JPL ha anche guidato l’acquisto e la consegna dei rilevatori NISP. Questi rilevatori, insieme all’elettronica del chip del sensore, sono stati testati presso il Detector Characterization Laboratory della NASA presso il Goddard Space Flight Center a Greenbelt, nel Maryland. L’Euclid Science Center della NASA presso l’IPAC (ENSCI), presso il Caltech di Pasadena, in California, archivierà i dati scientifici e sosterrà la ricerca scientifica condotta negli Stati Uniti. JPL è una divisione di Caltech.

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