Dopo la fase di calibrazione il telescopio Euclid è entrato nella fase di osservazione alla ricerca di risposte sulla materia oscura.
Euclid, uno dei telescopi spaziali più precisi e stabili mai costruiti, è stato lanciato il 1° luglio 2023. I primi mesi nello spazio sono serviti ai team di tutta Europa per avviare, testare e preparare la missione per le osservazioni scientifiche di routine, risolvendo alcuni problemi iniziali che si erano presentati. Dallo scorso 14 febbraio il telescopio Euclid è entrato ufficialmente nella fase di missione nominale dove è iniziata l’osservazione dell’Universo oscuro. La missione Euclid dell’ESA è progettata per esplorare la composizione e l’evoluzione dell’Universo oscuro. Il telescopio spaziale creerà una grande mappa della struttura su larga scala dell’Universo attraverso lo spazio e il tempo osservando miliardi di galassie fino a 10 miliardi di anni luce, in più di un terzo del cielo. Euclid esplorerà come l’Universo si è espanso e come si è formata la struttura nel corso della storia cosmica, rivelando di più sul ruolo della gravità e sulla natura dell’energia oscura e della materia oscura.
50.000 galassie in un colpo solo
Uno dei punti di forza di Euclid è che può osservare una vasta area del cielo in un colpo solo. Questo è fondamentale per una missione il cui obiettivo primario è mappare più di un terzo del cielo in sei anni. Euclid seguirà la cosiddetta modalità di osservazione ‘step-and-stare’. Ciò significa che il telescopio fisserà una zona del cielo per circa 70 minuti, producendo immagini e spettri, e poi impiegherà quattro minuti per spostarsi alla zona successiva del cielo. Durante tutta la sua missione, Euclid eseguirà più di 40.000 di questi step.
Uno degli obiettivi principali di Euclid è misurare in modo più dettagliato che mai la forma di miliardi di galassie nel corso di miliardi di anni di storia cosmica, per fornire una visione 3D della distribuzione della materia oscura nel nostro Universo.
Distorsioni galattiche
Per studiare le distorsioni individuali delle galassie da parte della materia oscura, dobbiamo osservare almeno 1,5 miliardi di galassie. Euclid osserverà la forma di circa 50.000 galassie con la precisione necessaria in un colpo solo, e ne individuerà molte altre deboli. Tuttavia, subito dopo aver acceso gli strumenti di Euclid per la prima volta, il team si è reso conto che l’intera indagine doveva essere riprogettata.
Il problema riscontrato era che una piccola quantità di luce solare indesiderata raggiungeva lo strumento visibile di Euclid (VIS) ad angoli specifici, anche con lo schermo solare della navicella (la sua parte posteriore) rivolto verso il Sole.
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Un cambio di orientamento
Il piano originale prevedeva che Euclid mantenesse il suo parasole rivolto verso il Sole. Ma subito dopo il lancio, nelle immagini di prova è stata rilevata una luce disturbante proveniente dalla nostra stella. Dopo un’intensa risoluzione dei problemi, team scientifici, ingegneristici e industriali hanno scoperto che affinché questa luce scomparisse, Euclid doveva osservare con un orientamento diverso rispetto al Sole. Questo significava che il progetto originale del programma di osservazioni non avrebbe più funzionato. Così il team ha dovuto elaborare rapidamente una nuova strategia, implementarla e testarla.
Le osservazioni di Euclid
Per ridurre al minimo l’effetto della luce solare “diffusa”, i team hanno scoperto che Euclid deve osservare con un angolo di rotazione più ristretto, in modo tale che il parasole non sia direttamente rivolto verso il Sole, con un’inclinazione piccola ma di grande impatto in una direzione. Con questo nuovo assetto ristretto, parti del cielo non potevano essere raggiunte da nessun punto dell’orbita di Euclide attorno a Punto di Lagrange L2.
È stato molto difficile trovare una buona soluzione per il rilievo e i progettisti del team sono dovuti tornare al tavolo da disegno. Sistemare l’indagine Euclid è stato un enorme puzzle. A parte gli obiettivi scientifici e l’angolazione da cui Euclid doveva osservare, ci sono stati molti altri fattori da considerare.
La maggior parte delle osservazioni della missione sarà dedicata ad un’indagine “ampia”, che coprirà più di un terzo del cielo. Essa verrà completata da un’indagine più approfondita, che occupa circa il 10% del tempo totale di osservazione. Inoltre è stato necessario programmare anche le osservazioni di calibrazione di routine per adattarle al puzzle.
In attesa del primo anno di indagini
Alla fine, i team hanno trovato una soluzione praticabile che implicava la necessità di effettuare più sovrapposizioni tra osservazioni adiacenti. Il rilevamento di Euclid è ora leggermente meno efficiente, ma è possibile raggiungere tutte le aree necessarie del cielo e la perdita complessiva nell’area di rilevamento è ridotta al minimo. Man mano che la missione avanza e i risultati scientifici inizieranno ad arrivare, i team continueranno a ottimizzare l’indagine e saranno pronti ad adattarla se necessario.
Oggi Euclid ha ufficialmente iniziato il suo sondaggio. Attualmente è previsto che il telescopio osservi un’area di 130 gradi quadrati – più di 500 volte l’area della Luna piena – nel corso dei prossimi 14 giorni. Questa macchia è nella direzione delle costellazioni di Caelum e Pictor nell’emisfero australe.
Nel prossimo anno Euclid avrà coperto circa il 15% del suo sondaggio. Questo primo anno di dati cosmologici sarà rilasciato alla comunità nell’estate del 2026 ma un rilascio più piccolo di dati di osservazioni nel campo profondo è previsto per la primavera del 2025.
Fonte: ESA, immagine di copertina credit ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi
