Il telescopio spaziale europeo per mappare la sfuggente materia oscura dell’universo mostra i suoi primi risultati scientifici accompagnati da dieci articoli di ricerca
Pianeti erranti che fluttuano nell’Universo senza una stella intorno a cui ruotare. Stelle orfane strappate violentemente dal loro quartiere cosmico dalle galassie vicine, creando un “alone spettrale”. Anche ammassi stellari e vivai, galassie nane, lenti gravitazionale. E “niente”. O almeno davanti ai nostri occhi, perché la materia oscura, che costituisce l’85% del nostro cosmo, è proprio quella, invisibile. Vedere tutto questo, il visibile e il nascosto, è l’obiettivo della missione Euclid, il telescopio spaziale europeo unico nel suo genere che ora ci mostra le sue prime immagini scientifiche che, finora, hanno già dato origine a dieci studi scientifici che sono stati effettuati verranno pubblicati nei prossimi mesi.
“Quando ho visto le immagini per la prima volta è stato molto, molto emozionante“, dice alla ABC Caroll Mundel, direttore scientifico dell’Agenzia spaziale europea (ESA). “Potevi ingrandire e rimpicciolire e le immagini erano ancora incredibilmente dettagliate.” Perché non è il telescopio spaziale che può vedere più lontano o con maggiore risoluzione (il James Webb è più efficace in questo), ma può ritrarre un’enorme quantità di cielo in una volta con una qualità mai vista prima. Di fatto: solo nel primo giorno di osservazioni dopo il suo lancio lo scorso luglio, ha rivelato più di 11 milioni di oggetti nella luce visibile e altri 5 milioni nella luce infrarossa. E nei suoi primi tre mesi di attività scientifica ha già scansionato 600 gradi quadrati – lo spazio che occuperebbero nel cielo circa 3.000 lune piene -, quindici volte più spazio nel cielo di quanto abbia fatto Hubble in tutta la sua esistenza.
E questo è solo l’inizio. Perché l’idea è che raggiunga i 15.000 gradi quadrati, circa un terzo del cielo che possiamo vedere. “Sono le zone ‘scure’ del nostro cielo, quelle che non sono illuminate dalla Via Lattea o dal transito del Sole e della Luna”, ha spiegato Guillermo Buenadicha, ingegnere del sistema Euclid Scientific Operations alla ABC. ”È come quando ti avvicini a una città di notte e vedi le luci sullo sfondo, ma passa un altro veicolo e non lo vedi più; Con le stelle succede la stessa cosa, coprono ciò che hai alle spalle. “Ecco perché i luoghi meno illuminati sono interessanti.”
Perché in essi puoi trovare, infatti, la soluzione alla materia e all’energia oscura. Per fare ciò, Euclide utilizza lenti gravitazionali, che sono un “trucco cosmico” che ci consente di scrutare più in profondità nel cosmo. Basato sulla Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, che sostanzialmente dice che la luce proveniente da oggetti distanti ci arriva in modo distorto se incontra la gravità di un oggetto massiccio, come una galassia o un ammasso di galassie. Quindi, nei casi più evidenti, ci arriva come se fosse una sorta di arco. ”Ci sono però altri momenti in cui è più debole, appena impercettibile, anche se ha i suoi effetti. È come quando guardi un gregge di pecore da molto in alto e ti sembra un gruppo omogeneo; ma, man mano che ti avvicini, vedi che ci sono dei piccoli gruppi delimitati, ad esempio, da un insieme di rocce che bloccano il loro cammino; o un altro guardando tutto in una direzione, perché lì c’è una pendenza. Quei piccoli dettagli rivelano com’è il terreno. Nel nostro caso, sarebbe il modo in cui è organizzata la materia oscura. Pertanto, il compito è quello di tracciare le fondamenta nascoste del cosmo, mappare miliardi di galassie in più di un terzo del cielo, esplorare come il nostro Universo si è formato e si è evoluto nel corso della storia cosmica e studiarne i componenti più importanti e misteriosi i suoi elementi fondamentali: energia oscura e materia oscura.”
“Non è esagerato affermare che i risultati che stiamo vedendo con Euclid non hanno precedenti“, afferma Mundell. “La bellezza di Euclide è che copre vaste regioni del cielo con grande dettaglio e profondità, e può catturare un’ampia gamma di oggetti diversi nella stessa immagine, dal più debole al più luminoso, dal più distante al più vicino, dal le galassie più massicce si raggruppano in piccoli pianeti. Otteniamo una visione molto dettagliata e molto ampia allo stesso tempo. “Questa incredibile versatilità ha portato a numerosi nuovi risultati scientifici che, se combinati con i risultati dell’indagine Euclid nei prossimi anni, modificheranno in modo significativo la nostra comprensione dell’Universo.“
Abell 2390
Nell’immagine dell’ammasso di galassie Abell 2390 si possono vedere più di 50.000 galassie, oltre a tutta una collezione di lenti gravitazionali, rappresentate in archi nel cielo (anche se bisogna aguzzare la vista, poiché queste non sono le luci curve che passare attraverso le stelle principali: è una questione di ottica del telescopio). Al centro dell’immagine si vede un ammasso di galassie con un debole bagliore che è ingrandito in una versione più ravvicinata nell’immagine seguente:
Questa visione mostra una sorta di “alone spettrale” che in realtà è costituito da milioni di stelle erranti, strappate alle galassie madri e ora vaganti tra di loro attraverso lo spazio intergalattico. Vedere questa “luce intraammasso” è una specialità di Euclide, e questi orfani stellari potrebbero permetterci di “vedere” dove si trova la materia oscura.
Messier 78
Questa splendida immagine presenta Messier 78, un vivaio di stelle nascenti avvolte nella polvere interstellare. Euclid ha esaminato in profondità questo “vivaio” utilizzando la sua fotocamera a infrarossi, esponendo per la prima volta regioni nascoste di formazione stellare, mappando i suoi complessi filamenti di gas e polvere con un dettaglio senza precedenti e scoprendo stelle e pianeti appena formati. Gli strumenti della sonda possono rilevare oggetti solo poche volte la massa di Giove, e i suoi “occhi” a infrarossi rivelano più di 300.000 nuovi oggetti solo in questo campo visivo. Gli scienziati stanno utilizzando questo set di dati per studiare il numero e la proporzione delle stelle e degli oggetti più piccoli (substellari) trovati qui, fondamentali per comprendere le dinamiche di come le popolazioni stellari si formano e cambiano nel tempo.
NGC6744
In questa immagine, Euclide presenta NGC 6744, un archetipo del tipo di galassia che attualmente forma la maggior parte delle stelle nell’Universo locale. L’ampio campo visivo dei suoi strumenti copre l’intera galassia, catturando non solo la struttura a spirale su larga scala, ma anche dettagli quasi impercettibili su piccola scala spaziale. Ciò include percorsi di polvere a forma di pennacchio che emergono come “speroni” dai bracci della spirale, mostrati qui con incredibile chiarezza. Gli scienziati stanno utilizzando questo set di dati per capire come la polvere e il gas sono collegati alla formazione stellare; mappare come le diverse popolazioni stellari sono distribuite nelle galassie e dove le stelle si stanno attualmente formando; e svelare la fisica dietro la struttura delle galassie a spirale, qualcosa che non è ancora del tutto compreso dopo decenni di studio.
Abell 2764 (e la sua stella luminosa)
Questa vista mostra l’ammasso di galassie Abell 2764 (in alto a destra), che comprende centinaia di galassie all’interno di un vasto alone di materia oscura. Euclide cattura molti oggetti in questa zona di cielo, comprese le galassie di fondo, gli ammassi più distanti e le galassie interagenti che rilasciano flussi e gusci stellari. Questa visione completa di Abell 2764 e dei suoi dintorni consente agli scienziati di determinare il raggio dell’ammasso e di vedere i suoi dintorni con le galassie distanti ancora nell’inquadratura. Inoltre, questa immagine consente agli scienziati di esplorare ulteriormente le galassie nelle lontane epoche buie cosmiche, come con Abell 2390.
Qui si vede anche una stella in primo piano molto luminosa che si trova all’interno della nostra galassia (V*BP-Phoenicis Phoenicis, una stella all’interno della nostra galassia e nell’emisfero meridionale che è quasi abbastanza luminosa da essere vista a occhio nudo). Quando osserviamo una stella attraverso un telescopio, la sua luce viene dispersa verso l’esterno in un alone circolare diffuso a causa dell’ottica del telescopio. Euclide è stato progettato per rendere questa dispersione la più piccola possibile. Di conseguenza, la stella provoca pochi disturbi, consentendo di catturare deboli galassie distanti vicino alla linea di vista senza essere accecate dalla luminosità della stella.
Il gruppo di galassie Dorado
Qui, Euclid ha catturato le galassie che si evolvono e si fondono “in azione” nel gruppo di galassie Dorado, con bellissime code e conchiglie di marea viste come risultato di interazioni continue. Gli scienziati stanno utilizzando questo set di dati per studiare come si evolvono le galassie, migliorare i nostri modelli di storia cosmica e capire come si formano le galassie all’interno degli aloni di materia oscura. Questa immagine mostra la versatilità di Euclide: qui si vede un’ampia gamma di galassie, da molto luminose a molto deboli. Gli scienziati stanno anche cercando singoli ammassi stellari distanti conosciuti come ammassi globulari per tracciare la loro storia e dinamica galattica.
