Euclid e le sue prime immagini dell’Universo

Per capire il grande potenziale del telescopio spaziale Euclid basta pensare fin da subito ad una delle immagini che sono state rilasciate dall’Agenzia Spaziale Europea. Mi riferisco all’Ammasso di galassie di Perseo. Cos’è un ammasso di galassie? Si tratta di un gruppo esteso di galassie che sono tenute insieme dall’attrazione gravitazionale. In questa immagine ci sono più di mille galassie appartenenti a questo ammasso, ed Euclid riesce ad osservarle tutte in un unico puntamento del telescopio.

Per fare un esempio, se prendiamo il nostro cellulare e scattiamo un’unica foto al nostro gruppo di amici, vediamo che la compagnia appare per intero nella nostra singola immagine. Per Euclid il discorso è analogo. In pratica, è in grado di vedere questo insieme di galassie in un solo scatto, senza dover ruotare e prendere più immagini che vengono poi ricomposte successivamente come un mosaico. Il campo visivo di Euclid, dunque, è molto ampio, di fatto senza precedenti nella storia delle missioni spaziali di questo tipo. Per fare un confronto, il campo visivo di Euclid è pari a circa 2 volte l’area della Luna come appare in cielo, ed è 200 volte più grande del campo visivo del telescopio spaziale James Webb. Questo significa che se prendiamo un’immagine di Euclid e la dividiamo in 200 quadratini, il James Webb è in grado di fotografare uno di questi quadratini. Deve quindi scattare molte fotografie per poter osservare l’area che in un solo puntamento viene catturata dal Euclid.

Un altro punto di forza di Euclid è l’alta risoluzione nell’osservare in profondità. L’ammasso di Perseo dista circa 250 milioni di anni luce da noi. Un anno luce è pari a poco più di 63000 volte la distanza Terra-Sole, che è circa 150 milioni di km. Si tratta di distanze molto grandi! E non è tutto! Nell’immagine dell’ammasso di Perseo si vedono nitidamente più di centomila galassie sullo sfondo, e alcune di esse sono addirittura a una distanza di dieci miliardi di anni luce!

Un’immagine astronomica è una proiezione bidimensionale di una fetta di Universo che si estende in tre dimensioni. Lo stesso vale per le fotografie che scattiamo nella vita quotidiana sul pianeta Terra. Se prendiamo il nostro cellulare e scattiamo la foto ad un bel paesaggio, notiamo che ci sono elementi vicini a noi, come case, parchi e magari un bel lago, e sullo sfondo scorgiamo le montagne che si estendono in lontana e di perdono a vista d’occhio. Ecco quelle centomila galassie sono come montagne che si estendono in lontananza nella profondità dell’Universo e che Euclid ci consente di vedere con una grande risoluzione! Il grande campo visivo e la profondità rendono quindi Euclid uno strumento formidabile per esplorare le grandi domande dietro la natura della materia oscura e dell’energia oscura.

Come studiamo la materia oscura se non si vede?

Il solo fatto di poter vedere un’immagine come quella dell’Ammasso di Perseo è possibile grazie alla presenza della materia oscura. Essa è parte della storia del nostro Universo, che vede la materia visibile aggregarsi a diverse scale cosmologiche. Se non ci fosse materia oscura, che tiene insieme la materia visibile, quest’ultima avrebbe una distribuzione omogenea. Invece ci sono molto disomogeneità, perché in alcune regioni ne troviamo di più, come gli ammassi di galassie, e in altre ne troviamo di meno.

È come se l’Universo fosse permeato da filamenti invisibili che determinano la struttura e l’evoluzione delle galassie nel Cosmo. Inoltre, studiamo la materia oscura in base agli effetti che produce sulla materia ordinaria, come la distorsione della forma delle galassie per effetto della materia oscura posta tra la sorgente e il telescopio. Questo fenomeno si chiama lente gravitazionale.

La capacità di Euclid si osservare grandi porzioni di cielo e in profondità ci consente di realizzare una mappa 3D delle galassie studiarne questi effetti gravitazionali e dunque ricostruire come la materia oscura è distribuita nell’Universo.

E l’energia oscura?

Poiché l’energia oscura è intesa come responsabile dell’accelerazione dell’Universo, ricostruire una mappa 3D delle galassie ci consente di studiare la loro storia e dunque di poter avere informazioni più precise sull’energia oscura.

Nuove scoperte

Nelle prime immagini di Euclid è già possibile individuare galassie molto lontane (e dunque antiche) che nelle precedenti missioni non era stato possibile osservare. Gli scienziati sperano di poter raccogliere più dati sulle galassie nane, oggetti remoti e antichi che tanto ci possono raccontare sulla storia dell’universo. Finora il numero di galassie nane nei dati non coincide con i modelli teorici delle simulazioni. Ora, Euclid può essere in grado di riconciliare questi due aspetti della ricerca.

Non solo Universo Oscuro

Se consideriamo la bellissima e ampia immagine della Nebulosa Testa di Cavallo, ci troviamo di fronte a una delle più note regioni di formazione stellare nel vicino universo. Una nebulosa è di fatto una nuvola di polveri cosmiche, per lo più idrogeno molecolare freddo, che formano stelle. E qui si formano anche pianeti! Alcuni abbinati alla loro stella, un po’ come un piccolo sistema solare. La Nebulosa Testa di Cavallo è già stata osservata dalla missione Gaia, che ha individuato nuove stelle rispetto a quelle che già si conoscevano. Euclid potrà da subito aggiungere nuovi candidati alla lista già nota di stelle e pianeti, scrivendo una nuova pagina della storia del Cosmo.