Vandaag heeft ESA vijf afbeeldingen gepubliceerd van ruimtetelescoop Euclid. Ze overtreffen volgens de astronomen die met de data werken alle verwachtingen en laten zien dat Euclid in staat is om de geheimen van het heelal te ontrafelen. De wetenschappers binnen het Euclid-consortium kunnen zo op zoek gaan naar weesplaneten, ‘gelensde’ sterrenstelsels gebruiken om de mysterieuze donkere materie te bestuderen, en de evolutie van het heelal onderzoeken.
Een deel van M78, gefotografeerd door Euclid. Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence.
De nieuwe beelden zijn onderdeel van Euclids zogeheten Early Release Observations en worden vergezeld van de eerste wetenschappelijke gegevens van de missie, die ook vandaag zijn gepubliceerd, en tien wetenschappelijke artikelen die binnenkort verschijnen. De eerste wetenschappelijke data zijn gepubliceerd minder dan een jaar na de lancering van de ruimtetelescoop en ongeveer zes maanden nadat Euclid zijn eerste fullcolour beelden van het heelal naar de aarde heeft gestuurd.
Euclid is een Europese missie, gebouwd en beheerd door ESA, met bijdragen van NASA. Het Euclid-consortium bestaat uit meer dan 2000 wetenschappers van 300 instituten binnen en buiten Europa. Veel Nederlandse astronomen en datawetenschappers zijn nauw betrokken bij de verwerking en analyse van de gegevens die Euclid genereert.
“Euclid is een unieke, baanbrekende missie en dit zijn de eerste datasets die openbaar worden gemaakt – het is een belangrijke mijlpaal”, zegt Valeria Pettorino, ESA’s Euclid Project Scientist. “De beelden en bijbehorende wetenschappelijke bevindingen zijn indrukwekkend divers wat betreft de waargenomen objecten en afstanden. Ze omvatten een verscheidenheid aan wetenschappelijke toepassingen, en toch vertegenwoordigen ze slechts 24 uur aan waarnemingen. Koen Kuijken (Sterrewacht Leiden) voegt daaraan toe: “We staan te popelen om met de eerste grote dataset van Euclid, die we in februari 2025 verwachten, aan de slag te gaan. Deze beelden tonen nogmaals dat de data de verwachtingen overstijgen!”
De volledige set vroege waarnemingen was gericht op 17 astronomische objecten, van nabije gas- en stofwolken tot verre clusters van sterrenstelsels, in de aanloop naar het hoofddoel van Euclid: de geheimen van de donkere kosmos blootleggen en vaststellen waardoor het heelal eruitziet zoals het er nu uitziet.
Impressie van Euclid. Credit: ESA
Resultaten
Euclid zal de verborgen web-achtige structuren van de kosmos traceren, miljarden sterrenstelsels in kaart brengen in een gebied van meer dan een derde van de hemel, onderzoeken hoe ons heelal is gevormd en geëvolueerd in de loop van de kosmische geschiedenis, en de meest mysterieuze van de fundamentele componenten bestuderen: donkere energie en donkere materie.
De beelden die met Euclid zijn gemaakt, zijn minstens vier keer zo scherp als de beelden die astronomen met telescopen op de grond kunnen maken. Ze bestrijken grote stukken hemel met een ongeëvenaarde diepte en kijken ver in het verre heelal in zowel zichtbaar als infrarood licht.
Hoewel de beelden visueel verbluffend zijn, zijn ze veel meer dan mooie kiekjes; ze onthullen nieuwe fysische eigenschappen van het heelal dankzij de nieuwe en unieke waarnemingsmogelijkheden van Euclid. Een aantal begeleidende wetenschappelijke artikelen van het Euclid-consortium verschijnt op de preprintserver arXiv, samen met vijf referentiepapers over de Euclid-missie.
De impact van Euclid zal groot zijn, zoals is beschreven in een omvangrijk overzichtsartikel van de missie. Henk Hoekstra (Sterrewacht leiden) die de samenstelling van het artikel heeft gecoördineerd, licht toe: “Een gemiddeld boek heeft 50.000 woorden, net als het aantal melkwegstelsels dat Euclid waarneemt in een opname. Hubble heeft in de afgelopen 30 jaar een boekenkast gelezen, terwijl Euclid dat in een paar dagen doet, en in zes jaar tijd de hele bibliotheek uitleest. Je kunt veel leren van de boeken in een enkele boekenkast, maar in een hele bibliotheek kun je nog veel meer ontdekken.”
De eerste bevindingen laten zien dat Euclid in staat is om vrij zwevende planeten (weesplaneten, ‘rogue planets’ in het Engels) met een massa van slechts vier keer die van Jupiter te vinden in stervormingsgebieden, om de buitenste regio’s van sterclusters in ongekend gedetailleerd te bestuderen en om verschillende sterrenpopulaties in kaart te brengen om te onderzoeken hoe sterrenstelsels in de loop der tijd zijn geëvolueerd. Ze onthullen ook hoe de ruimtetelescoop individuele sterrenhopen in verre groepen en clusters van sterrenstelsels kan detecteren, nieuwe dwergstelsels kan identificeren, en het licht kan zien van sterren die van hun moederstelsels zijn weggerukt. Euclid produceerde deze catalogus in slechts één dag en identificeerde meer dan elf miljoen objecten in zichtbaar licht en nog eens vijf miljoen in infrarood licht.
Beschrijvingen van de nieuwe Euclid-opnamen
Abell 2390
Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence.
Euclids beeld van cluster Abell 2390 onthult ongeveer 50.000 sterrenstelsels die goed weergeven hoe de ruimte is vervormd door de zwaartekracht van alle massa, waarbij gigantische gebogen bogen aan de hemel te zien zijn – waarvan sommige meerdere weergaven van hetzelfde verre object zijn. Euclid gebruikt de zwaartekrachtslenswerking (waarbij het licht dat van verre sterrenstelsels naar ons toe komt, wordt afgebogen en vervormd door de zwaartekracht (als een belangrijke techniek om het donkere heelal te onderzoeken, waarbij indirect de hoeveelheid en verdeling van donkere materie wordt gemeten, zowel in clusters van sterrenstelsels als elders. Euclid-wetenschappers bestuderen ook hoe de massa’s en aantallen van melkwegclusters aan de hemel in de loop van de tijd zijn veranderd, wat meer onthult over de geschiedenis en evolutie van het heelal. Euclids uitsnede van Abell 2390 laat het licht zien van sterren die van hun moederstelsel zijn losgerukt en in de intergalactische ruimte zweven. Het bekijken van dit ‘intraclusterlicht’ is een specialiteit van Euclid en met deze stellaire weessterren kunnen astronomen misschien zien waar donkere materie zich bevindt.
Messier 78
Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence.
Dit beeld toont Messier 78, een kraamkamer van sterren omgeven door interstellair stof. Euclid heeft met zijn infraroodcamera diep in deze kweekvijver gekeken en zo voor het eerst verborgen gebieden van stervorming blootgelegd, de complexe filamenten van gas en stof ongekend gedetailleerd in kaart gebracht en nieuwgevormde sterren en planeten blootgelegd. De instrumenten van Euclid kunnen objecten detecteren die slechts een paar keer de massa van Jupiter hebben en de infrarood-camera onthult alleen al in dit gezichtsveld meer dan 300.000 nieuwe objecten. Wetenschappers gebruiken deze dataset om de hoeveelheid en verhouding van sterren en kleinere (substellaire) objecten te bestuderen – de sleutel tot het begrijpen van de dynamiek van de vorming en verandering van sterrenpopulaties.
NGC 6744
Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence.
Op deze foto laat Euclid NGC 6744 zien, een archetype van het soort sterrenstelsel dat momenteel de meeste sterren vormt in het lokale heelal. Het grote beeldveld van Euclid beslaat het hele sterrenstelsel en legt niet alleen de spiraalstructuur op grotere schaal vast, maar ook prachtige details op kleine ruimtelijke schalen. Dit omvat ook vederachtige banen van stof die als ‘uitlopers’ uit de spiraalarmen komen, hier ongelooflijk helder weergegeven. Wetenschappers gebruiken deze dataset om te begrijpen hoe stof en gas samenhangen met stervorming, om in kaart te brengen hoe verschillende sterrenpopulaties over sterrenstelsels zijn verdeeld en waar op dit moment sterren worden gevormd, en om de fysica achter de structuur van spiraalstelsels te ontrafelen, iets wat na tientallen jaren studie nog steeds niet volledig wordt begrepen.
Abell 2764 (en heldere ster)
Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence.
Deze weergave toont de cluster van sterrenstelsels Abell 2764 (rechtsboven), die bestaat uit honderden sterrenstelsels binnen een enorme halo van donkere materie. Euclid legt veel objecten vast in dit stukje hemel, waaronder achtergrondstelsels, verder weg gelegen clusters en op elkaar inwerkende stelsels die stromen en schillen van sterren uitstoten. Dit complete beeld van Abell 2764 en omgeving – verkregen dankzij het brede gezichtsveld van Euclid – stelt wetenschappers in staat om de straal van de cluster vast te stellen en de randen ervan te zien met verre sterrenstelsels nog in beeld. Hier is ook een zeer heldere voorgrondster te zien die in ons eigen sterrenstelsel ligt (Beta Phoenicis, een ster aan de zuidelijke hemel die helder genoeg is om met het blote oog te kunnen zien). Als we door een telescoop naar een ster kijken, wordt het licht naar buiten verstrooid in een diffuse cirkelvormige halo door de optiek van de telescoop. Euclid is ontworpen om deze verstrooiing zo klein mogelijk te maken. Hierdoor veroorzaakt de ster weinig verstoring, waardoor zwakke verre sterrenstelsels in de buurt van de gezichtslijn zijn vast te leggen zonder verblind te worden door de helderheid van de ster.
Dorado-groep
Credit: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO or ESA Standard Licence.
Hier legt Euclid sterrenstelsels vast die ‘in actie’ evolueren en samensmelten in de Dorado-groep, met prachtige getijdenstaarten en -schilden die het resultaat zijn van voortdurende interacties. Wetenschappers gebruiken deze dataset om te bestuderen hoe sterrenstelsels evolueren, om de modellen van de kosmische geschiedenis te verbeteren en om te begrijpen hoe sterrenstelsels worden gevormd binnen halo’s van donkere materie. Dit beeld laat de veelzijdigheid van Euclid zien: een breed scala aan sterrenstelsels is hier zichtbaar, van zeer helder tot zeer zwak. Dankzij Euclids unieke combinatie van een groot gezichtsveld, een opmerkelijke diepte en een hoge ruimtelijke resolutie, kan hij kleine (sterrenclusters), bredere (kernen van sterrenstelsels) en uitgestrekte (getijdenstaarten) kenmerken in één beeld vastleggen. Wetenschappers zijn ook op zoek naar verre bolvormige sterrenhopen om hun galactische geschiedenis en dynamiek te achterhalen.
De vakartikelen zijn hier te vinden: Explore Euclid’s Early Release Observations science papers (from 23 May 2024 onwards): https://www.euclid-ec.org/science/publications/
Bron: Astronomie.nl.
Speak Your Mind