Le nuove immagini scientifiche di Euclid
A poco più di sei mesi dalla prima tornata, il 23 maggio 2024 l’ESA ha svelato al pubblico una nuova cinquina di immagini realizzate con Euclid, il più avanzato telescopio spaziale europeo. Anche questa volta i risultati sono fantastici! Euclid fa gran bella mostra delle sue potentissime fotocamere, le più potenti mai lanciate nello spazio, tali da permettere la realizzazione di immagini impossibili per gli altri telescopi.
Crediti: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi
Euclid in breve
Il telescopio Euclid è stato costruito dall’ESA, con una partecipazione della NASA per l’elettronica di uno dei suoi due strumenti. È dotato di uno specchio principale dal diametro di 1,2 metri, meno dei 2 metri di Hubble e degli oltre 6,5 metri di Webb. Possiede due fotocamere: NISP, dedicata all’osservazione infrarossa, è dotata di ben 65 megapixel, e VIS, dedicata alla luce visibile, è dotata addirittura di 600 megapixel! Entrambe hanno un enorme campo di vista, quasi 3 volte l’area della Luna piena. Euclid è specializzato nella caccia a Materia Oscura ed Energia Oscura, ma per i dettagli tecnici vi rimandiamo all’articolo che abbiamo scritto in merito.
Come a novembre, ricordiamo che queste immagini (semplicemente mostruose come risoluzione e dimensioni) sono state prodotte appositamente per questa occasione, perché quelle su cui lavorano i ricercatori non sono elaborate in questo modo. Immagini così ampie 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 le componenti più oscure del Cosmo che ancora sfuggono a ogni spiegazione. La risoluzione delle immagini pubblicate è di 8.000 x 8.000 pixel, ma in realtà la loro risoluzione originale è di ben 24.000 x 24.000 pixel! Da queste sono stati ritagliati alcuni dettagli (cutout), che scendono molto più in profondità. Sul sito dell’ESA trovate tutte le immagini non compresse, cliccando sul titolo di ogni sezione.
Messier 78
La prima immagine è talmente incredibile che sembra quasi di poter toccare la tridimensionalità delle polveri scavate dalle stelle. La nebulosa Messier 78 (quella brillante al centro) esplode in tutta la sua incredibile bellezza agli occhi visibili e infrarossi di Euclid. Questa nebulosa non era mai stata osservata con un simile livello di dettaglio! Siamo nella costellazione di Orione, a 1200 anni luce da noi. Quella che vedete rappresenta la culla di nuove stelle, nuovi mondi, e chissà nuova vita! Si stima che in questa inquadratura ci siano oltre 300.000 oggetti tra pianeti gassosi, stelle nascenti e nane brune! Un record senza precedenti!
All’interno di questa gigantesca nube di polveri e gas si possono vedere piccoli puntini luminosi, avvolti da agglomerati di materia che corrispondono proprio a nuove stelle nascenti. Quella grande cavità centrale di gas (così come quella in alto) molto brillante è stata scavata da stelle molto giovani che, con la loro radiazione e i loro venti solari, hanno scolpito, scavato e plasmato il gas e le polveri nelle loro vicinanze. Il materiale residuo è illuminato dall’enorme radiazione stellare dando la straordinaria impressione di tridimensionalità che rende l’immagine ancora più bella!
Immagini come questa, o quella della Testa di Cavallo vista a novembre, sono importanti anche se non rientrano direttamente nella scienza primaria di Euclid perché permettono di studiare con un dettaglio senza precedenti le regioni di formazione stellare, con i loro oggetti peculiari come nane brune o pianeti erranti fino a 3 volte più massicci di Giove!
Il colore blu è l’idrogeno molecolare illuminato dalla radiazione mentre il rosso corrisponde alle particelle di polvere. Le potenzialità infrarosse di Euclid sono proprio quelle che ci permettono di vedere “attraverso” la polvere, essendo questa più trasparente alla radiazione infrarossa rispetto al visibile.
NGC 6744
Questa gloriosa galassia è NGC 6744, che con 180.000 anni luce di diametro è una delle spirali più grandi del nostro angolo di Universo. Si trova “solamente” a 30 milioni di anni luce di distanza, nel Superammasso della Vergine.
Il grande campo di vista di Euclid permette di coprire tutta la galassia in un colpo solo, un compito impossibile per gli altri telescopi che sono costretti a scattare molte foto e poi a fare un collage. Il grande campo, poi, non viene a scapito della risoluzione, perché Euclid è in grado di distinguere dettagli molto fini. Per esempio, è possibile tracciare la struttura della spirale e di seguire il diramarsi dei bracci in vari “speroni” più piccoli, dove avviene la formazione stellare. La struttura a spirale di queste galassie non è ancora qualcosa di completamente compreso, e immagini come questa sono molto utili.
Da questa immagine è anche possibile studiare come si distribuiscono le stelle e i gas nella galassia, e come ciò influenza la formazione stellare, per non parlare poi della conta delle singole stelle! In un colpo solo, Euclid è in grado di individuare tutte le giganti più luminose. Infine, con una singola immagine è possibile trovare tutti gli ammassi globulari e le galassie nane satelliti della galassia in oggetto. Proprio in questa immagine è stata scoperta una nuova nana satellite di NGC 6744, una sorpresa visto che si tratta di un oggetto molto studiato!
Galassie nel Dorado
Il gruppo di galassie del Dorado è uno dei più ricchi dell’emisfero australe, contenendo un’ottantina di galassie a spirale ed ellittiche. Si trova relativamente vicino, a circa 62 milioni di anni luce di distanza, ed è un ammasso abbastanza giovane. Le sue galassie sono ancora molto ricche di gas e polveri, e sono quindi in grado di sostenere attivamente la formazione stellare. Alcune mostrano segni di essersi fuse di recente, altre sono in pieno nel processo, come queste due: a sinistra c’è NGC 1553, una galassia lenticolare, e a destra NGC 1549, una galassia ellittica dalla periferia molto irregolare.
La coppia è destinata a fondersi nelle prossime centinaia di milioni di anni, andando a formare una galassia ellittica ancora più grande. Il processo sarà molto energetico, causando la formazione di miliardi di stelle! La galassia risultate dominerà totalmente il gruppo, perché già ora le due galassie sono le più massicce della collezione. Le galassie interagenti sono un posto perfetto per andare a testare le nostre teorie sulla formazione galattica e soprattutto sugli aloni di Materia Oscura, che tengono assieme questi oggetti e interagendo tra di loro ne causano la fusione.
ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C.
Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi
Questa immagine è un perfetto esempio dell’estrema versatilità di Euclid, dotato sia di una vista acuta per i dettagli, sia di un campo di osservazione molto esteso. Una capacità unica tra gli strumenti degli astronomi! In tal modo possiamo vedere contemporaneamente tanto le strutture fini (come gli ammassi stellari) quanto quelle su più larga scala (come le code mareali). Per esempio, è possibile compilare una lista completa di tutti gli ammassi globulari di queste galassie, un compito che con altri strumenti richiede decine di esposizioni ma che Euclid riesce a fare con una soltanto.
Abell 2390
Questa immagine ci porta in un luogo affollatissimo. Siamo nell’ammasso di galassie Abell 2390, a 2,7 miliardi di anni luce di distanza! In questa inquadratura a grande campo sono presenti oltre 50.000 galassie, un record superato solo dall’immagine dell’Ammasso del Perseo pubblicata a novembre.
L’ammasso vero e proprio è al centro dell’immagine, dove le galassie si fanno così fitte da fondersi in un unico batuffolo di luce. Euclid studierà migliaia di ammassi come questo perché sono i luoghi dove più facilmente possiamo smascherare la Materia Oscura! Sappiamo infatti che grandi concentrazioni di materia sono in grado di deformare molto lo spaziotempo, e di conseguenza la luce devia quando si trova ad attraversare queste regioni. L’effetto a volte è tale che gli ammassi, o le singole galassie, possono comportarsi come gigantesche lenti e permetterci di vedere (ingrandita e deformata) la luce proveniente da galassie ancora più lontane. Uno degli obiettivi scientifici di Euclid è proprio quello di mappare la distribuzione della Materia Oscura nell’Universo, osservando gli effetti della sua gravità sulla luce che ci arriva dalle galassie lontane.
Ma non solo: immagini come questa permettono anche di fare molta scienza secondaria, cioè diversa dagli scopi primari della missione. Per esempio, da questa grande panoramica è possibile studiare la luce intracluster, cioè la luce diffusa che esiste nello spazio vuoto tra le galassie dell’ammasso, prodotta da gas e stelle strappate alle loro galassie di origine.
Un’immagine come questa è emblematica delle possibilità offerte da Euclid: nessun altro telescopio esistente è in grado di far stare l’intero ammasso in una sola inquadratura e con una sola ora di tempo di esposizione!
Abell 2764
L’ultima immagine mostra un altro ammasso di galassie, Abell 2764 (nell’angolo in alto a destra). Si trova a circa 1 miliardo di anni luce di distanza e anche in questo caso la sua immensa gravità è tale da deformare molto la luce delle galassie più lontane, anche se non come Abell 2390. Le lenti gravitazionali osservate da Euclid permettono agli astronomi di spingersi molto lontano, fino a quando l’Universo aveva appena 1 miliardi di anni!
La profondità dell’immagine di Euclid è tale che l’ammasso quasi si perde in mezzo alla miriade di altre galassie di sfondo, inframmezzate qui e là dalle stelle della Via Lattea che si sono interposte nell’inquadratura (identificabili dalla croce a sei punte). La più luminosa è BP Phoenicis, una stella variabile dell’emisfero australe che è quasi visibile a occhio nudo. Si tratta di una gigante rossa al termine della sua vita, la cui luce ha preso a oscillare con un periodo molto lungo.
Le centinaia di galassie di Abell 2764 orbitano tutte all’interno di un grande alone di Materia Oscura, che ne disciplina le orbite. Il grande campo di Euclid permette di realizzare agilmente il censimento dell’ammasso, e soprattutto di misurarne le dimensioni e la distribuzione di materia. Le galassie di Abell 2764 sono molto dinamiche, intente a interagire energeticamente tra di loro.
