Στις 15 Οκτωβρίου, στο Διεθνές Αστροναυτικό Συνέδριο στο Μιλάνο, δημοσιεύτηκε το πρώτο τμήμα του «Διαστημικού Άτλαντα» της αποστολής Euclid. Το εντυπωσιακό μωσαϊκό 260 παρατηρήσεων απεικονίζει με εξαιρετική λεπτομέρεια εκατομμύρια αστέρια και γαλαξίες και αποτελεί την σημαντικότερη δημοσίευση του έργου της αποστολής μετά τις πρώτες εικόνες του Νοεμβρίου του 2023. Εκείνες μας έδωσαν μία πρώτη εικόνα των ικανοτήτων του Euclid, ενώ τώρα βλέπουμε για πρώτη φορά ένα συμπαγές κομμάτι του τελικού στόχου του: την κατασκευή του μεγαλύτερου και πιο λεπτομερούς άτλαντα του διαστήματος.
Η αποστολή Euclid ανήκει στο πρόγραμμα “Cosmic Vision” της ESA και εστιάζει στη μελέτη της σκοτεινής ύλης και ενέργειας. Το διαστημικό σκάφος εκτοξεύτηκε τον Ιούλιο του 2023, από το ακρωτήριο Κανάβεραλ, με τον πύραυλο Falcon 9 της SpaceX, και βρίσκεται πλέον σε τροχιά, όπου θα παραμείνει για τουλάχιστον μία εξαετία. Το Euclid είναι εξοπλισμένο με κάμερα που καταγράφει εικόνες στο ορατό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, με φασματογράφο κοντινού υπερύθρου και με φωτόμετρο. Αυτά τα όργανα θα χρησιμοποιήσει για να απαθανατίσει μακρινούς γαλαξίες και να μετρήσει τις φυσικές ιδιότητες και την ταχύτητά τους. Τελικά, οι εκτενείς παρατηρήσεις του Euclid πρόκειται να συνδυαστούν δημιουργώντας ένα μωσαϊκό χιλιάδων εικόνων. Ο «Διαστημικός Άτλαντας» θα απεικονίζει επιφάνεια του ουρανού εκατό φορές μεγαλύτερη από το πρόσφατα δημοσιευμένο τμήμα του, στην οποία θα περιλαμβάνονται δισεκατομμύρια γαλαξίες σε απόσταση έως και 10 δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
Εικόνα: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, image processing by J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi; ESA/Gaia/DPAC; ESA/Planck Collaboration
Εδώ παρουσιάζεται ολόκληρο το μωσαϊκό 260 παρατηρήσεων του Euclid. Σε κάθε παρατήρηση καλύφθηκε ένα μικρό, ορθογώνιο κομμάτι του ουρανού, ενώ, στη συνέχεια, οι παρατηρήσεις συγκεντρώθηκαν, ώστε να δημιουργηθεί η ενιαία εικόνα που βλέπουμε. Σε αυτή, μπορούμε να διακρίνουμε γαλάζια νέφη αερίου, καθώς και αστέρες γαλάζιου χρώματος, που ανήκουν στον δικό μας Γαλαξία. Κάποια από τα φωτεινά αντικείμενα όμως, που σε αυτή την εικόνα φαίνονται ακόμη σαν σημεία, είναι την πραγματικότητα ξεχωριστοί γαλαξίες. Για να τους διακρίνουμε μεγεθύνουμε την εικόνα:
Σε μεγέθυνση x3, μπορούμε ήδη να διακρίνουμε τους γαλαξίες ως πιο εκτεταμένες δομές. Παρατηρούμε ορισμένες περιοχές της εικόνας, όπως στα δεξιά, όπου πολλοί γαλαξίες είναι συγκεντρωμένοι στην ίδια περιοχή. Πρόκειται για σμήνη γαλαξιών και θα εστιάσουμε συγκεκριμένα σε ένα από αυτά.
Σε μεγέθυνση x12, βλέπουμε στα αριστερά τον σπειροειδή γαλαξία NGC 2188, που βρίσκεται σε απόσταση 25 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Στα δεξιά φαίνεται το σμήνος γαλαξιών Abell 3381, που απέχει από τη Γη 678 εκατομμύρια έτη φωτός.
Εστιάζοντας στο κέντρο του σμήνους γαλαξιών, διακρίνουμε δεκάδες γαλαξίες, διαφορετικών ειδών και μεγεθών: ελλειπτικούς, σπειροειδείς και νάνους γαλαξίες.
Μεγεθύνοντας την εικόνα πιο πολύ, 150 φορές περισσότερο από την αρχική, μπορούμε να παρατηρήσουμε με εξαιρετική λεπτομέρεια ένα ζεύγος σπειροειδών γαλαξιών που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Τέλος, σε μεγέθυνση x600, παρουσιάζεται ο ένας από τους δύο σπειροειδείς γαλαξίες. Παρατηρούνται πλέον με ευκολία οι σπείρες του, το μεσοαστρικό αέριο και οι αστέρες που τον αποτελούν. Στο βάθος μπορούμε να διακρίνουμε ακόμα πιο μακρινά, αμυδρά αντικείμενα. Η μεγάλη λεπτομέρεια με την οποία παρουσιάζεται κάθε γαλαξίας επιτρέπει να γίνει εκτενής μελέτη πάνω στην κινηματική του, το σχήμα του και τους αστρικούς πληθυσμούς που φιλοξενεί. Πρόκειται για πληροφορίες ζωτικής σημασίας για τους κοσμολόγους, οι οποίοι μελετούν το πρώιμο Σύμπαν, την εξέλιξή του, τη φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.
Εικόνα: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA. Background galaxies: NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team, CC BY-SA 3.0 IGO
Τι είναι όμως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια; Η σκοτεινή ύλη δεν απορροφά ούτε εκπέμπει ακτινοβολία και γι’ αυτό είναι αδύνατο να παρατηρηθεί οπτικά. Ωστόσο, αλληλεπιδρά με την ορατή ύλη μέσω της βαρύτητας, και η ύπαρξή της έχει εμφανή αποτελέσματα στην κίνηση των αστέρων και των γαλαξιών. Η πρώτη υπόθεση για την ύπαρξή σκοτεινής ύλης διατυπώθηκε στις αρχές της δεκαετίας του ’30, όταν η κίνηση των γαλαξιών εντός γαλαξιακών σμηνών δεν μπορούσε να εξηγηθεί αποκλειστικά από την παρουσία της ορατής ύλης. Τριάντα χρόνια αργότερα, εμφανίστηκαν περισσότερες ενδείξεις για την παρουσία μεγαλύτερης μάζας απ’ ό,τι μπορούμε να παρατηρήσουμε. Οι καμπύλες περιστροφής των γαλαξιών έδειξαν ότι η ταχύτητα των αστέρων που βρίσκονταν στις παρυφές τους ήταν πολύ υψηλότερη απ’ ό,τι μπορούσε να εξηγηθεί εάν είχε ληφθεί υπ’ όψιν μόνο η μάζα των «ορατών» αντικειμένων που περιείχε ο γαλαξίας. Αυτή η μάζα που δεν μπορεί να παρατηρηθεί αποδόθηκε στην σκοτεινή ύλη. Στη δεκαετία του ‘90, εισήχθη και η έννοια της σκοτεινής ενέργειας, με σκοπό να εξηγήσει την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος, που παρατηρήθηκε από τη διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ.
Υπολογίζεται ότι η ορατή ύλη, από την οποία αποτελούνται οι γαλαξίες, οι αστέρες, οι πλανήτες, κι εμείς οι ίδιοι, αποτελεί μόλις το 5% του Σύμπαντος, ενώ το 25% αποτελείται από σκοτεινή ύλη και το 70% από σκοτεινή ενέργεια. Η αποστολή Euclid φιλοδοξεί να συλλέξει δεδομένα που θα μας φέρουν πιο κοντά στις απαντήσεις των βασικών κοσμολογικών ερωτημάτων.
