Martedì 7 novembre 2023, l’ESA ha pubblicato le prime immagini astronomiche a colori del telescopio spaziale Euclid. Mostrano cinque diversi oggetti della Via Lattea e oltre essa: una nebulosa, un ammasso globulare, una galassia irregolare, una galassia a spirale molto difficile da osservare e un ammasso di galassie tra i più massicci conosciuti.

Queste prime immagini sono qualcosa di meraviglioso, e lo notiamo anche solo guardandole. Innanzitutto perché sono un tripudio di luce, che riempie il buio sia in primo piano che sullo sfondo. Poi perché in tutta questa luce, sono ricchissime di dettagli, e nitidissime. Ingrandendole si notano oggetti lontanissimi, anche galassie quasi primordiali. Ma c’è di più.

Queste foto sono straordinarie perché permetteranno di studiare l’Universo come mai è stato fatto prima. Mappando la distribuzione di tutti gli oggetti osservabili la cui luce giunge fino a noi, Euclid creerà un atlante tridimensionale del cosmo, che ci aiuterà a vedere oltre la materia luminosa. Il Direttore scientifico dell’ESA, la professoressa Carole Mundell, ha affermato:

La materia oscura unisce le galassie e le fa ruotare più rapidamente di quanto la sola materia visibile possa spiegare; l’energia oscura sta guidando l’espansione accelerata dell’Universo. Euclid consentirà per la prima volta ai cosmologi di studiare insieme questi misteri oscuri concorrenti. Farà un salto nella nostra comprensione del cosmo nel suo insieme, e queste immagini mostrano che la missione è pronta per aiutare a rispondere a uno dei più grandi misteri della fisica moderna.

E cosa ci dicono di Euclid come missione, queste prime strepitose immagini?

1. Euclid sta ora funzionando nella maniera corretta

Dopo il lancio dell’1 luglio 2023, da Cape Canaveral a bordo di un Falcon 9 di SpaceX, e l’arrivo a destinazione in orbita halo attorno al punto lagrangiano L2 del sistema Terra-Sole, è iniziata la fase di messa in servizio del telescopio Euclid. Tra luglio e agosto, i suoi strumenti sono stati accesi, il funzionamento dell’elettronica e delle diverse componenti del sistema è stato testato. E sono state scattate e presentate alcune prime immagini di test.

Purtroppo, però, alcuni problemi hanno costretto l’ESA a prolungare la fase di messa in servizio. Il più importante era la perdita del puntamento del Fine Guidance Sensor (FGS), il sensore di guida fine fornito dal Gruppo Leonardo, dal quale dipendeva l’intera missione. Esso, infatti, ha il compito di garantire la precisione del telescopio nel puntamento degli oggetti.

Il problema era importante: Euclid in alcuni momenti non era in grado di fermarsi in una posizione precisa. Il team di missione ha quindi testato un aggiornamento di software qui a Terra per poi inviarlo sul telescopio, così da risolvere la questione.

Le prime immagini di Euclid dimostrano che questo nuovo software di bordo, fornito da Thales Alenia Space e Leonardo in tempi record, ha avuto successo. E che sta permettendo alla strumentazione di Euclid, in particolar modo all’FGS, di lavorare nella maniera corretta.

2. Questo telescopio è il più preciso mai lanciato, e non solo

Il livello di precisione di Euclid non era mai stato raggiunto prima. Con i suoi strumenti all’avanguardia, è in grado di fornire immagini e dati astronomici con una risoluzione estremamente alta. Può distinguere dettagli molto fini e catturare immagini chiare anche di oggetti astronomici particolarmente distanti.

La precisione di un telescopio spaziale, in generale, dipende da vari fattori. Tra essi la qualità delle lenti o degli specchi, la sensibilità dei sensori, ma anche la capacità di mantenere una posizione stabile nello spazio. E in questo, il Fine Guidance Sensor di Euclid, ora perfettamente funzionante, sta giocando un ruolo fondamentale. Circa 10 miliardi di sorgenti astronomiche saranno osservate da Euclid, con una precisione 50 volte più accurata di quanto sia possibile oggi utilizzando i telescopi terrestri.

Questa, però, non è la sola caratteristica che rende il telescopio unico nel suo genere. Attualmente infatti, Euclid è l’unico telescopio in grado di osservare aree così ampie di cielo in un’unica osservazione, e con un tempo di esposizione di solo qualche ora. L’immagine dell’ammasso globulare NGC 6397, per esempio, non sarebbe mai stata possibile senza un telescopio come Euclid.

3. La survey di Euclid sarà mastodontica

L’immagine più ricca delle cinque presentate dall’ESA il 7 novembre è sicuramente quella dell’ammasso di galassie di Perseo (Perseus Cluster, in copertina a questo articolo). Quest’immagine raccoglie 1000 galassie parte dell’ammasso e circa 100mila altre, provenienti per lo più dall’Universo lontano, fino a 10 miliardi di anni luce da noi. Molti di questi oggetti cosmici noi ancora non li conoscevamo.

E l’intera indagine di Euclid, in sei anni di missione nominale, sarà almeno 30mila volte più grande di questa foto, già di per sé così piena di sorgenti.

L’enorme volume, la diversità e l’alto livello di precisione delle misurazioni hanno richiesto notevole cura e impegno nell’elaborazione dei dati, rendendola una parte fondamentale della missione. L’ESA e il Consorzio Euclid hanno investito e stanno investendo ingenti risorse per creare team di ricercatori e ingegneri di alto livello nello sviluppo di algoritmi, sviluppo di software, procedure di test e validazione, infrastrutture di archiviazione e distribuzione dei dati.

In totale, nove Science Data Center distribuiti nei paesi del Consorzio Euclid elaboreranno più di 170 petabyte di immagini grezze per almeno 6 anni per fornire prodotti di dati (immagini e cataloghi di spettri) in tre principali rilasci pubblici di dati alla comunità scientifica. Lo ricerca scientifica su questo enorme set di dati sarà effettuato da un consorzio guidato da oltre 1200 persone in Europa, in oltre 100 laboratori in 18 diversi paesi.

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4. Euclid di permetterà di conoscere sempre meglio l’Universo

Ogni immagine di Euclid contiene individualmente una grandissima quantità di nuove informazioni sull’Universo vicino. Per esempio, le due foto che rappresentano la galassia irregolare NGC 6822 e la galassia a spirale IC 342, contengono moltissimi nuovi ammassi globulari parte di queste due galassie che non erano mai stati osservati prima. Gli ammassi globulari sono oggetti antichissimi, che saranno utili agli scienziati per raccontare la storia di come queste galassie si sono assemblate.

Un altro esempio è la coloratissima foto della nebulosa Testa di Cavallo. Oltre ad essere molto nitida, è ricchissima di stelle neonate in formazione, circondate da dischi di gas e polveri in cui si stanno formando pianeti in questo esatto momento. La maggior parte di quelle stelle non erano mai state viste e catalogate prima. Ora i dati di Euclid permetteranno di studiare anche nuovi sistemi stellari.

Con la sua ampia copertura del cielo e i suoi cataloghi di miliardi di stelle e galassie, il valore scientifico dei dati raccolti dalla missione va infatti oltre l’ambito della cosmologia. Il database che Euclid fornirà alla comunità astronomica mondiale permetterà anche di aiutare negli ambiziosi obbiettivi di altre missioni in corso. Come quella del James Webb, e future, come quelle dell’European Extremely Large Telescope, dello Square Kilometre Array, del Vera C. Rubin Observatory e, nello spazio, del telescopio spaziale Nancy Grace Roman.