La missione Euclid, a caccia di risposte sulla materia oscura, ha rilasciato una serie di immagini di galassie provenienti dallo spazio profondo.
Il 19 marzo 2025, la missione Euclid dell’Agenzia spaziale europea ha rilasciato il suo primo set di dati di indagine, tra cui un’anteprima dei suoi campi profondi. Qui, centinaia di migliaia di galassie di diverse forme e dimensioni sono al centro della scena e mostrano uno scorcio della loro organizzazione su larga scala nella rete cosmica. Coprendo un’area enorme del cielo in tre mosaici, con uno sguardo all’universo profondo, la pubblicazione dei dati include anche numerosi ammassi di galassie, nuclei galattici attivi e fenomeni transitori, così come il primo sondaggio di classificazione di oltre 380.000 galassie e 500 candidati di lenti gravitazionali compilati attraverso sforzi combinati di intelligenza artificiale e controlli manuali. Tutto ciò prepara la scena per l’ampia gamma di domande che l’osservatorio Euclid è pronto ad affrontare con il suo ricco set di dati.
L’esplorazione di Euclid
Euclid ha esplorato le tre aree del cielo in cui alla fine fornirà le osservazioni più profonde della sua missione. In una sola settimana di osservazioni, con una scansione di ogni regione, Euclid ha già individuato 26 milioni di galassie. Le più lontane di queste sono distanti fino a 10,5 miliardi di anni luce.
I campi contengono anche una piccola popolazione di quasar luminosi che possono essere visti molto più lontano. Nei prossimi anni, Euclid passerà sopra queste tre regioni decine di volte, catturando molte più galassie e rendendo questi campi veramente “profondi” entro la fine della missione nominale nel 2030.
Ma il primo sguardo a 63° quadrati di cielo, l’area equivalente a più di 300 volte la Luna piena, offre già un’anteprima impressionante della scala del grande atlante cosmico di Euclid quando la missione sarà completata. Questo atlante coprirà un terzo dell’intero cielo, 14.000° quadrati, in questo dettaglio di alta qualità.
Tracciare la rete cosmica nei campi profondi di Euclid
Per rispondere ai misteri per cui è stato progettato, Euclid misura l’enorme varietà di forme e la distribuzione di miliardi di galassie in modo molto preciso con il suo strumento visibile (VIS) ad alta risoluzione, mentre il suo strumento nel vicino infrarosso (NISP) è essenziale per svelare le distanze e le masse delle galassie. Le nuove immagini mostrano già questa capacità per centinaia di migliaia di galassie e iniziano a suggerire l’organizzazione su larga scala di queste galassie nella rete cosmica.
Questi filamenti di materia ordinaria e materia oscura si intrecciano nel cosmo e da questi si sono formate e si sono evolute le galassie. Questo è un pezzo essenziale del puzzle per comprendere la natura misteriosa della materia oscura e dell’energia oscura, che insieme sembrano costituire il 95% dell’Universo.
“Il pieno potenziale di Euclid per apprendere di più sulla materia oscura e l’energia oscura dalla struttura su larga scala della rete cosmica sarà raggiunto solo quando avrà completato l’intera indagine. Tuttavia, il volume di questa prima pubblicazione di dati ci offre già un primo sguardo unico all’organizzazione su larga scala delle galassie, che possiamo usare per saperne di più sulla formazione delle galassie nel tempo“, afferma Clotilde Laigle, scienziata del consorzio Euclid ed esperta di elaborazione dati presso l’Institut d’Astrophysique de Paris, Francia.
Umani e intelligenza artificiale classificano più di 380.000 galassie
Si prevede che Euclid catturerà immagini di oltre 1,5 miliardi di galassie in sei anni, inviando circa 100 GB di dati ogni giorno. Un set di dati così ampio crea incredibili opportunità di scoperta, ma enormi sfide quando si tratta di cercare, analizzare e catalogare galassie. Il progresso degli algoritmi di intelligenza artificiale (IA), in combinazione con migliaia di volontari ed esperti di citizen science umani, sta svolgendo un ruolo fondamentale.
Una pietra miliare importante in questo sforzo è il primo catalogo dettagliato di oltre 380.000 galassie, che sono state classificate in base a caratteristiche quali bracci a spirale, barre centrali e code di marea che deducono galassie in fusione. Il catalogo è creato dall’algoritmo AI “Zoobot”. Durante un’intensa campagna di un mese su Galaxy Zoo l’anno scorso, 9976 volontari umani hanno lavorato insieme per insegnare a Zoobot a riconoscere le caratteristiche delle galassie classificando le immagini di Euclid.
Questo primo catalogo pubblicato oggi rappresenta solo lo 0,4% del numero totale di galassie di risoluzione simile che si prevede saranno riprese durante la vita di Euclid. Il catalogo finale presenterà la morfologia dettagliata di almeno un ordine di grandezza in più di galassie rispetto a quelle mai misurate prima, aiutando gli scienziati a rispondere a domande come come si formano i bracci a spirale e come crescono i buchi neri supermassicci.
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Alla scoperta delle lenti gravitazionali
La luce che viaggia verso di noi da galassie lontane viene piegata e distorta dalla materia normale e oscura in primo piano. Questo effetto è chiamato lente gravitazionale ed è uno degli strumenti che Euclide usa per rivelare come la materia oscura è distribuita nell’Universo. Quando le distorsioni sono molto evidenti, si parla di “effetto lente forte”, che può dare origine a caratteristiche quali anelli di Einstein, archi e lenti a immagini multiple.
Utilizzando una scansione iniziale di modelli AI, seguita da un’ispezione scientifica dei cittadini, una verifica degli esperti e una modellazione, oggi viene rilasciato un primo catalogo di 500 candidati lenti forti galassia-galassia, quasi tutti precedentemente sconosciuti. Questo tipo di lente si verifica quando una galassia in primo piano e il suo alone di materia oscura agiscono come una lente, distorcendo l’immagine di una galassia sullo sfondo lungo la linea di vista verso Euclide.
Il futuro
Con l’aiuto di questi modelli, Euclid catturerà circa 7000 candidati nella principale pubblicazione di dati cosmologici prevista per la fine del 2026 e circa 100.000 lenti potenti galassia-galassia entro la fine della missione, circa 100 volte di più di quelle attualmente note. Euclid sarà anche in grado di misurare la lente “debole”, quando le distorsioni delle sorgenti di fondo sono molto più piccole. Tali sottili distorsioni possono essere rilevate solo analizzando un gran numero di galassie in modo statistico. Nei prossimi anni, Euclid misurerà le forme distorte di miliardi di galassie in 10 miliardi di anni di storia cosmica, fornendo così una vista 3D della distribuzione della materia oscura nel nostro Universo.
La pubblicazione dei dati del 19 marzo 2025 è descritta in più articoli scientifici che non sono ancora stati sottoposti al processo di peer-review, ma che saranno inviati alla rivista Astronomy & Astrophysics.
Per saperne di più
- Leggi l’articolo sul sito ESA
- Esplora le immagini attraverso ESASky
- Leggi l’anteprima dei paper scientifici relativi alle varie scoperte
