La missione spaziale Euclid, fiore all’occhiello dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), ha ufficialmente rilasciato il suo primo grande lotto di dati astronomici, segnando una data storica per la cosmologia internazionale. Con questa epocale pubblicazione, che cattura la luce di oltre un miliardo di oggetti celesti e copre un’incredibile area di cielo grande quanto novemilacinquecento lune piene, il celebre “detective dell’universo oscuro” ha gettato le fondamenta definitive per costruire la più grande mappa tridimensionale dell’universo mai realizzata dall’umanità. Questo straordinario traguardo scientifico prende il nome di Data Release 1 – Foundation e comprende i frutti di circa tredici mesi di osservazioni ininterrotte, rappresentando il primo rilascio di dati rilevante dal lancio del telescopio spaziale avvenuto a metà del 2023.
Per la prima volta nella storia dell’esplorazione spaziale, gli scienziati hanno a disposizione i preziosi tasselli del puzzle cosmico necessari per iniziare a costruire una mappa dettagliata in tre dimensioni, uno strumento giudicato cruciale per risolvere i molti misteri dell’universo oscuro, tra cui la materia oscura, l’energia oscura e la complessa rete cosmica. A rendere possibile questa impresa titanica c’è anche il fondamentale e decisivo contributo dell’Italia, che partecipa in prima linea attraverso l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e numerose e prestigiose università del nostro Paese. I dati appena diffusi sono accompagnati da spettri e immagini mozzafiato, inclusi mosaici panoramici di ampie porzioni di cielo stellato. La direttrice scientifica dell’ESA, la professoressa Carole Mundell, ha sottolineato l’importanza del momento dichiarando: “Queste sono molto più che belle immagini; oggi segna una pietra miliare scientifica nel nostro studio del cosmo. Questa importante pubblicazione di dati di Euclid rappresenta la più grande indagine spaziale nel suo genere, ponendo le basi per future scoperte in un nuovo regime per l’astronomia e dimostrando l’eccellenza della tecnologia, della scienza e della collaborazione internazionale europea“.
Numeri da record per sbloccare una scienza rivoluzionaria
La pubblicazione odierna è la prima a dimostrare concretamente le incredibili capacità del satellite Euclid come instancabile sorvegliante del cielo. La sua ampiezza visiva, i giganteschi mosaici panoramici e l’incredibile copertura del cielo nella luce visibile e nel vicino infrarosso supportano una vastissima gamma di nuove indagini scientifiche. L’imponente catalogo contenuto nella Data Release 1 censisce numeri che fanno letteralmente girare la testa agli astrofisici, rivelando quantità senza precedenti di oggetti cosmici in una mole di dati pari a 1,7 milioni di gigabyte. Nello specifico, il censimento include oltre novecento milioni di galassie e circa quindicimila candidati a lente gravitazionale forte, imponendosi come il più grande catalogo di lenti forti mai realizzato prima d’ora, superiore a tutti i cataloghi precedenti messi insieme. A questi si aggiungono oltre sessanta milioni di candidati quasar, ovvero i nuclei brillanti ed estremamente energetici di galassie distanti, e i dati spettroscopici relativi a oltre centosessanta milioni di sorgenti luminose. I risultati della cosiddetta Euclid Wide Survey coprono millenovecento gradi quadrati di cielo, una vastità esplorata con un dettaglio assoluto. La portata di questa impresa è stata perfettamente riassunta da Valeria Pettorino, scienziata di progetto per Euclid dell’ESA, la quale ha affermato testualmente: “Questo è un cambio di scala rispetto alle precedenti pubblicazioni di Euclid, che includevano pochi giorni di osservazioni su circa 60 gradi quadrati di cielo. Ora stiamo pubblicando più di un anno di dati che coprono un’area significativamente più vasta. Questo sblocca una scienza rivoluzionaria.”
Una macchina perfetta per la scoperta di oggetti rari
Operando nello spazio profondo, ben al di sopra dell’atmosfera terrestre che notoriamente sfoca le immagini e attenua la luce proveniente dalle stelle, il telescopio spaziale Euclid è in grado di completare indagini del cielo profonde e ampie in un modo che è fisicamente precluso ai tradizionali telescopi terrestri. Di conseguenza, questo sensazionale rilascio di dati consegna alla comunità scientifica un numero di oggetti cosmici di gran lunga superiore a qualsiasi indagine astronomica precedente, spingendo ai limiti estremi i confini del rilevamento per gli oggetti rari e incredibilmente distanti. Tra questi fenomeni rari spiccano proprio le lenti gravitazionali forti ricercate dalla missione spaziale Euclid, fenomeni cosmici rarissimi che si formano quando la luce che viaggia verso di noi da galassie lontanissime viene significativamente distorta dalla gravità di una galassia posizionata in primo piano, creando anelli o immagini multiple. Natalie Lines dell’Università di Portsmouth, nel Regno Unito, e membro dell’Euclid Consortium, ha commentato questa scoperta epocale affermando: “Il lensing forte fornisce una visione unica sull’universo oscuro, permettendoci di ‘pesare’ le singole galassie, compresa la loro materia oscura invisibile, ed esplorare come l’universo si sta espandendo. Oltre 10 anni fa, avevamo previsto che Euclid avrebbe rivoluzionato il campo della scoperta delle lenti forti. Quel giorno è finalmente arrivato“.
Esplorare l’evoluzione cosmica attraverso gli ammassi di galassie
Oltre alle lenti gravitazionali, i dati raccolti dal satellite Euclid forniscono informazioni cruciali sugli ammassi di galassie, che rivelano il modo esatto in cui la materia cosmica si è formata e organizzata in tutto l’universo nel corso dei miliardi di anni. Barbara Sartoris del laboratorio JL Lagrange di Nizza, in Francia, anch’essa membro dell’Euclid Consortium, ha spiegato il valore inestimabile di queste osservazioni con le seguenti parole: “Euclid non guarda solo molto indietro nel tempo: lo fa attraverso vaste aree di cielo. Questo ci offre una visione senza precedenti di ampi campioni di antichi ammassi di galassie che prima erano fuori portata. Li esploreremo nei prossimi mesi per capire come questi giganti siano cresciuti e decifrare cosa ci rivelano sull’universo oscuro“. Questo vasto campione di giganti celesti comprende il gigantesco Superammasso dell’Orologio, l’ammasso di galassie Abell 3128 e diverse galassie appartenenti al gruppo di M81. Gianluca Polenta dello Space Science Data Center dell’ASI, responsabile del team che ha sviluppato i software per l’elaborazione delle immagini e autore di uno degli studi chiave della release, ha aggiunto un dettaglio tecnico essenziale al quadro globale: “Le oltre 70.000 immagini nel vicino infrarosso incluse nella Data Release 1 permettono di guardare sempre più lontano nell’Universo, rivelando galassie deboli e distanti e fornendo informazioni fondamentali per misurarne le distanze e ricostruire la distribuzione tridimensionale della materia“.
Spettroscopia e arcobaleni di luce per tracciare le distanze
Con questo poderoso rilascio, Euclid inizia ufficialmente a rivelare il volto nascosto del cosmo oscuro. Gli scienziati possono ora estrarre dati dall’immenso archivio per determinare le distanze delle singole galassie e posizionarle con precisione millimetrica nella struttura 3D dell’universo, connettendole così alla vasta e invisibile rete cosmica. Questa delicatissima operazione di misurazione e mappatura delle distanze è un processo che il telescopio spaziale Euclid compie attraverso la spettroscopia avanzata, ovvero suddividendo la luce proveniente dalle galassie in veri e propri “arcobaleni” ottici che ci informano sulla loro lontananza e, nel caso di oggetti celesti particolarmente luminosi, anche sulla loro precisa origine e composizione chimica. L’infrastruttura tecnologica dietro a queste misurazioni vede i due formidabili strumenti di bordo, VIS (VISible Instrument) e NISP (Near Infrared Spectrometer Photometer), operare all’unisono. Marco Frailis dell’INAF, responsabile del Science Data Center italiano di Euclid, ha sottolineato lo sforzo immane dietro questa architettura informatica: “Estrarre spettri calibrati su un volume di dati così vasto ha richiesto al team del Science Data Center italiano un complesso lavoro di progettazione e ottimizzazione dei software di analisi per lo strumento NISP, adattandoli all’infrastruttura di calcolo distribuita del Science Ground Segment“.
Sinergia italiana e il futuro luminoso della ricerca spaziale
L’impegno italiano nella missione spaziale Euclid è capillare e determinante, garantendo la verifica costante delle prestazioni in orbita. Stefano Dusini, responsabile nazionale per l’INFN della missione, ha evidenziato l’approccio collaborativo delle nostre istituzioni spiegando che: “INFN e INAF collaborano alla gestione in volo di NISP, seguendone il funzionamento e verificandone le prestazioni durante le osservazioni. Questo lavoro, svolto in stretto coordinamento con il consorzio internazionale, è fondamentale per assicurare la qualità e l’affidabilità dei dati su cui si baseranno gli studi della materia oscura e dell’energia oscura“. Sebbene l’attuale volume di informazioni rilasciato sia semplicemente enorme, i dati resi pubblici oggi, basati su anni di meticoloso sviluppo degli algoritmi, rappresentano sorprendentemente solo il quattordici percento del censimento totale del cielo che Euclid realizzerà al termine del suo ciclo operativo di sei anni. La versione completa e definitiva della Data Release 1, prevista per la metà dell’anno 2027, si baserà proprio sulle fondamenta poste oggi e aggiungerà ulteriori parti cruciali al grande puzzle cosmico. Tra i futuri aggiornamenti ci saranno osservazioni del lensing gravitazionale nella sua forma cosiddetta “debole“, che andranno a integrare quelle forti appena pubblicate, e complicatissimi calcoli su come le galassie e i loro ammassi si incastrino geometricamente all’interno della rete cosmica. A suggellare l’importanza di questo storico momento per l’esplorazione dell’universo sono state le parole conclusive della scienziata Valeria Pettorino: “La DR1-Foundation include dati grezzi, immagini calibrate, cataloghi e spettri su un’enorme area di cielo, con statistiche sufficienti per scoprire anche oggetti rari. Sarà utilizzata per mappare la struttura su larga scala dell’universo con un dettaglio senza precedenti. C’è ancora così tanto da scoprire“.
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