Le prime immagini scientifiche di Euclid

Il 7 novembre 2023, alle 14:15 spaccate, ESA ha svelato le prime immagini scientifiche di Euclid, il più avanzato telescopio spaziale europeo mai lanciato! I risultati sono semplicemente sbalorditivi, e il telescopio ci ha appena aperto una nuova finestra sull’Universo, alla caccia delle sue componenti più elusive: la Materia Oscura e l’Energia Oscura

Euclid in breve

Il telescopio spaziale Euclid è stato costruito dall’ESA, con una partecipazione della NASA nell’elettronica di uno dei suoi due strumenti. È dotato di uno specchio principale dal diametro di 1,2 metri, poca roba quindi a confronto dei 2 metri di Hubble e degli oltre 6,5 metri di Webb, tuttavia la sua specialità è nelle fotocamere di cui è dotato: una sensibile alla luce visibile (chiamata VIS) e una alla luce infrarossa (chiamata NISP). Sono infatti le fotocamere più grandi e complesse mai lanciate nello spazio! VIS ha una risoluzione di oltre 600 megapixel, e NISP di 66 megapixel (i sensori infrarossi tendono ad avere pixel più grandi e quindi risoluzioni inferiori). Per i dettagli tecnici sulla missione vi rimandiamo all’articolo che abbiamo scritto in merito, perché oggi le protagoniste sono le immagini!

Cinque immagini semplicemente mostruose come risoluzione e dimensioni, che ci fanno scendere negli oggetti fotografati con un dettaglio semplicemente senza precedenti. Le immagini che vedete in questo articolo sono state prodotte appositamente per questa occasione, e quelle su cui lavoreranno i ricercatori non saranno elaborate in questo modo. Immagini così ampie (un campo osservativo di Euclid è pari a 2,5 volte la Luna piena!) e profonde (in grado di vedere galassie a 10 miliardi di anni luce di distanza) permetteranno infatti di creare una mappa di un terzo dell’intera volta celeste. Una mappa per scovare appunto le componenti più oscure del Cosmo, e che ancora sfuggono a ogni spiegazione. Cliccando sul titolo dell’immagine potete aprire l’approfondimento dell’ESA, e accedere a una versione a piena risoluzione zoomabile!

Ammasso del Perseo

La prima immagine che vi mostriamo mostra l’ammasso del Perseo, una grande collezione di galassie a circa 240 milioni di anni luce di distanza. Nessun telescopio ha mai ottenuto una simile visuale, così ampia, profonda, e dettagliata! Al suo interno ci sono non solo le circa 1000 galassie appartenenti all’ammasso, ma anche oltre 100.000 galassie di sfondo, molte delle quali vengono osservate per la prima volta. Le più lontane sono a oltre 10 miliardi di anni luce! L’immagine è stata realizzata con 5 ore di esposizione su più osservazioni, unendo dati dai due strumenti di Euclid, VIS e NISP.

Ammassi di galassie come quello di Perseo non sembrano contenere abbastanza materia visibile per spiegarne la coesione, motivo per cui si suppone che siano estremamente ricchi di Materia Oscura, in grado di tenere unite gravitazionalmente le galassie dell’ammasso con la sua gravità. Euclid andrà a studiare la distribuzione degli ammassi e delle galassie al loro interno, per mappare la distribuzione di questa misteriosa componente cosmica. Questa mappa aiuterà anche a capire come si espande il Cosmo, un fenomeno attribuito a un’altra componente misteriosa l’Energia Oscura.

Galassia a spirale IC 342

Questa non è una galassia che potete osservare normalmente. IC 342 è una spirale debolmente barrata a circa 10 milioni di anni luce e molto simile alla Via Lattea come struttura e dimensioni. Una distanza così “piccola” la renderebbe una delle galassie più famose e fotografate del cielo, non fosse che si trova nel posto sbagliato: dietro alle nubi di polvere della Via Lattea! Per questo motivo ha ricevuto il soprannome di “galassia nascosta“, a causa della difficoltà di osservazione.

Per Euclid però questo non è un problema: l’infrarosso osservato da questo telescopio, infatti, non viene ostacolato granché dalle polveri interstellari, ed ecco quindi che è possibile guardare attraverso la Via Lattea e studiare con estremo dettaglio galassie altrimenti invisibili! Ovviamente anche Webb può fare questa osservazione, ma al contrario di Euclid il suo campo di vista è molto stretto, come guardare dal buco della serratura. Gli servirebbero mesi e mesi per poter realizzare un’immagine del genere, un francobollo per volta! Euclid invece, con il suo enorme campo di vista, non ha di questi problemi. Studiando miliardi di galassie come questa, e in particolare la loro morfologia, sarà possibile di capire come la Materia Oscura scolpisce anche le singole galassie e non solo gli ammassi.

Galassia irregolare NGC 6822

La galassia irregolare NGC 6822 è piccolina, 7000 anni luce di diametro, ma estremamente importante. Non perché sia speciale di per sé, ma perché è molto vicina (1,6 milioni di anni luce, nel Gruppo Locale) e perché rappresenta la categoria di galassie più comuni del Cosmo! Le galassie nane e irregolari sono infatti i mattoni fondamentali da cui nei miliardi di anni si sono assemblate le galassie principali, come la nostra. E più indietro si va nel tempo e nello spazio, più galassie irregolari si vedono. Delle 2 miliardi di galassie che Euclid mapperà, gran parte saranno di questa categoria!

È vitale quindi comprendere al meglio come funziona una galassia come questa! Euclid ha realizzato il ritratto più profondo e completo mai ottenuto per questa galassia, che non è mai stata fotografata nel suo complesso con un dettaglio del genere. Nessun telescopio esistente ha la capacità di realizzare una foto come questa!

Di fronte ai nostri occhi ci sono miliardi di stelle, inframmezzate qui e là da delle nuvolette azzurre. Sono tutti “supernova remnant”, le nebulose ionizzate generate dalla morte delle stelle massicce in supernova. È proprio in galassie piccole, irregolari e ricchissime di stelle e gas come questa che l’Universo ha creato la gran di tutto quello che vediamo oggi!

Ammasso globulare NGC 6397

Gli ammassi globulari sono grandi conurbazioni di stelle di forma sferica, che bazzicano nell’alone della nostra Galassia e intorno a ogni grande galassia dell’Universo. Solitamente contengono alcune centinaia di migliaia di stelle, concentrate in una sfera di un centinaio di anni luce di diametro. L’ammasso globulare NGC 6397 non è il più grande e fotogenico della Via Lattea, e questo rende questa foto ancora più spettacolare: è così profonda e dettagliata da farlo assomigliare ai più grandi ammassi globulari noti! Si trova a circa 7800 anni luce di distanza e contiene quasi mezzo milione di stelle. Nell’immagine c’è letteralmente da perdersi! Le stelle della Via Lattea e dell’ammasso si mescolano in una meravigliosa trapunta di luce.

Come con la galassia irregolare, nessun telescopio è in grado di realizzare un’immagine del genere, proprio in virtù della capacità di Euclid di fotografare contemporaneamente grandi aree del cielo, con grande dettaglio e profondità. Solitamente o si fotografa la periferia, o il nucleo, con esposizioni differenti a causa della grande abbondanza di stelle. Le nostre teorie di formazione stellare e galattica prevedono che i globulari siano dotati di grandi “code” di stelle, generate dalle maree galattiche, che però sono molto difficili da studiare a causa della loro estensione nel cielo e della loro debolezza. Per Euclid questo non è un problema! Mappando le code mareali degli ammassi globulari, nostri e di altre galassie, è possibile mappare la Materia Oscura presente attorno a ciascuna galassia!

Nebulosa Testa di Cavallo

Dulcis in fundo, la nebulosa Testa di Cavallo! Esistono infinite immagini di questo soggetto, una più bella dell’altra, ma nessuno, prima d’ora, era riuscito a fornirci una immagine così grande e dettagliata in un colpo solo e con appena un’ora di osservazioni! Questa immagine è stata fatta quasi solo per voi, perché studiare nebulose giganti come questa non è negli scopi primari di Euclid.

Eppure immagini secondarie permettono agli scienziati di poter scoprire cose mai viste prima, proprio grazie alla straordinaria risoluzione degli strumenti di Euclid: stelle avvolte nelle dense polveri come nane brune, stelle nascenti e addirittura pianeti fluttuanti di tipo gioviano! La nebulosa viene prodotta dal sistema stellare Sigma Orionis, che giace appena fuori dall’inquadratura. Si tratta di una stella quintupla, delle quali una è un vero leviatano che con la sua radiazione X e UV erode e scolpisce il gas e le polveri della nebulosa. Ma non solo: se osservate bene riusciamo a osservare una miriade di galassie dietro il gas della nebulosa! Galassie delle quali riusciamo a distinguere perfino la forma, i bracci di spirale, il nucleo!