Il 24 giugno l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha rilasciato la più grande e dettagliata foto del centro della Via Lattea in luce visibile, realizzata con VIS (Visible Camera), uno dei due strumenti a bordo del telescopio spaziale Euclid. L’immagine coglie la zona centrale della galassia, il bulge, estremamente luminoso e denso di stelle, catturandone oltre 60 milioni.
Lo strumento VIS ha come obiettivo scientifico principale la mappatura della distribuzione di materia luminosa e oscura nell’universo. Per fare ciò gli scienziati sfruttano la tecnica del lensing gravitazionale, studiando come la luce proveniente da galassie lontane viene deviata dalla gravità quando essa, lungo la linea di vista, attraversa zone dell’universo estremamente dense, come ad esempio un ammasso di galassie. Queste distorsioni, che agiscono proprio come una lente ingrandendo l’immagine della galassia lontana, permettono di quantificare la massa presente nell’ammasso e di valutarne quindi il contenuto in termini di materia oscura.
Questo fenomeno fisico può essere osservato anche a scale più piccole grazie alle immagini ad alta risoluzione di VIS, tramite il cosiddetto microlensig. Attraverso questa tecnica si possono indagare anche le piccole distorsioni della luce delle galassie dovute alla presenza della componente oscura.
Microlensing ed esopianeti
Il 23 marzo dello scorso anno però gli scienziati hanno utilizzato gli acutissimi occhi di Euclid per studiare il centro della nostra Galassia catturando un mosaico realizzato con 9 puntamenti per un totale di 26 ore di osservazione.
Il microlensing può infatti essere utilizzato anche per scovare esopianeti. L’effetto in questo caso è dovuto all’allineamento casuale di due stelle lungo la linea di vista dell’osservatore. Se un pianeta orbita attorno alla stella più vicina, la gravità piega anche la sua luce introducendo una piccola irregolarità. Questa variazione nella luminosità rivela la presenza del pianeta.
Per rilevare tali anomalie il telecopio dovrebbe però osservare per settimane o mesi la stessa stella in modo da cogliere le eventuali variazioni dovute al pianeta durante la sua orbita. Questa immagine non ha quindi lo scopo di individuare nuovi eventi; piuttosto, sfruttando i 51 sistemi planetari noti all’interno del campo osservato, quello di rimuovere la degenerazione in rapporto massa stella-pianeta e separazione per i sistemi planetari già noti o che saranno scoperti dalle future missioni.
Questa operazione sarà di grande aiuto nel migliorare l’analisi dei dati raccolti con il telescopio spaziale Roman (NASA), il cui lancio è ormai imminente e di cui abbiamo parlato in un precedente articolo.
Le motivazioni erano dunque abbastanza forti da permettere alla comunità scientifica di distrarre Euclid dal suo rutinario lavoro di mappatura dell’universo per catturare questa immagine così suggestiva e al contempo così preziosa per la ricerca.
Roman promette di individuare oltre 1.200 pianeti sfruttando il microlensing, il quadruplo dei 300 scoperti fino a ora, con questo metodo ma principalmente impiegando telescopi da terra e con un campo di vista ridotto. Al contrario, con il suo grande campo Roman scandaglierà a fondo gran parte del cielo e soprattutto il centro galattico, dove grazie all’elevata concentrazione di stelle eventi di questo tipo sono più probabili.
Approfondiamo adesso gli aspetti più tecnici parlando dello strumento che ha permesso ad Euclid di acquisire queste immagini.
Strumentazione a bordo: VIS e NISP
Il telescopio spaziale Euclid è un cosiddetto three-mirror-anastigmatic (TMA) in configurazione Korsch fuori asse, ideale per minimizzare le aberrazioni ottiche sull’ampio campo visivo di 0,55 gradi quadri – un’area circa duecento volte più grande di quella coperta dall’Hubble Space Telescope – pur mantenendo la stessa risoluzione.
Con uno specchio primario di 1,2 m di diametro ha un’area efficace di oltre un metro quadro grazie al suo design ottimizzato. La luce raccolta dal telescopio attraversa un dicroico, ossia un elemento ottico capace di separare un fascio luminoso in base alla lunghezza d’onda. Esso manda verso VIS la luce nella banda visibile, compresa tra i 530 nm e i 920 nm, mentre le lunghezze d’onda del vicino infrarosso verso il secondo strumento, NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer).
Per misurare le piccolissime distorsioni nella luce delle galassie, o in questo caso delle stelle, dovute al weak gravitational lensing, VIS deve essere estremamente preciso. Per evitare riflessi indesiderati o problemi di allineamento, lo strumento non è dotato di una ruota portafiltri ma dispone di un unico filtro a banda larga tra i 550 nm e i 900 nm. Il cuore dello strumento è il suo piano focale, coperto da un mosaico 6×6 di 36 CCD. Ciascun sensore dispone di oltre 4.000 pixels per lato letti tramite quattro nodi di lettura disposti uno per angolo, in modo da ridurre il rumore di lettura. Queste caratteristiche lo rendono lo strumento ideale per scandagliare grandi porzioni di cielo con un alto livello di dettaglio.
I due strumenti di Euclid lavorano però in sinergia: le immagini di VIS vengono infatti associate alle informazioni ottenute tramite NISP, che ricava la distanza degli oggetti osservati tramite redshift fotometrico. In questo modo può essere effettuata una mappatura tridimensionale nello spazio, e quindi nel tempo, della distribuzione di materia ordinaria e oscura nell’universo, imponendo dei limiti anche sulla natura dell’energia oscura.
Un’immagine come questa è quindi l’ennesima dimostrazione che strumenti ideati con un preciso scopo scientifico spesso possono dare grandi contributi anche in ambiti diversi, grazie all’ingegno degli scienziati che riescono a sfruttarli al meglio. Euclid adesso è tornato a scandagliare il cielo extragalattico e la prossima grande release di dati sarà resa disponibile questo autunno.
.
Fonti:
- Euclid Mission | ESA Science Missions
- Euclid: An ESA Mission With NASA Participation | ENSCI
- Euclid’s view of our galaxy’s bulge | ESA images
- Euclid data release Q2: the Euclid Galactic Bulge Survey | Euclid Consortium
- J.-P. Beaulieu et al., Euclid Quick Data Release (Q2). The Euclid Galactic Bulge Survey, A&A (2026)
