Kiedyś astronomowie potrzebowali na to życia. Euclid zrobił to w dobę

Pierwsze zdjęcia jako zajawkę możliwości teleskopu Euclid zobaczyliśmy już w ubiegłym roku. W międzyczasie pojawiły się obawy o instrumenty, bo niska temperatura doprowadziła do osadzania się szronu na optyce. Jednakże, gdy skutecznie wyeliminowano ten problem, udało się ostatecznie skalibrować optykę 1,2-metrowego teleskopu, która sparowana jest z 600 Mpix kamerą (instrument VIS) oraz spektroskopem zdolnym wykonać setki widm jednoczesnie (NISP).

Teleskop Euclid vs astronomowie sprzed 100 lat

To co możemy teraz oglądać na nowych zdjęciach kosmosu, to przykład pełnego potencjału teleskopu Euclid. Cały system (teleskop i komputery na Ziemi) wykorzystuje oprogramowanie, które przetwarza obrazy oraz klasyfikuje i kataloguje obiekty, które znajdują się na zdjęciach. Tylko jedna doba obserwacji wystarczyła, by stworzyć prosty (z obecnej perspektywy) katalog 11 mln obiektów w świetle widzialnym i dodatkowych 5 mln w podczerwieni.

24 godziny obserwacji zaowocowały nie tylko katalogiem milionów obiektów. Pozwoliły także astronomom napisać 10 różnych artykułów, które koncentrują się na 17 celach obserwacji. Począwszy od pobliskich skupisk gazu i pyłu, a skończywszy na odległych gromadach galaktyk.

Sto lat temu astronomowie nie mieli do dyspozycji komputerów, kamer cyfowych. Za to polegali na szklanych płytach fotograficznych i wizualnej identyfikacji obiektów. To nie przeszkadzało im osiągać dokładnych rezultatów, jednak ilościowo były to wyniki bardzo mizerne. Edwin Hubble wykorzystał obserwacje jedynie 46 galaktyk, by sformułować swoje teorie na temat ich natury. W życiu obserwował oczywiście więcej takich obiektów, ale nigdy nie były to dziesiątki milionów i na pewno nie w ciągu jednej nocy. Katalogi gwiazd sprzed stu lat liczyły setki tysięcy obiektów, katalogi galaktyk tysiące.

600 Mpix kamera teleskopu Euclid. (fot: Euclid Consortium)

Dziś dzięki znacznie bogatszej statystyce jaką zapewniają teleskopy, w tym Euclid, możemy tworzyć znacznie lepsze teorie i dochodzić do wniosków, których kiedyś astronomowie nie byliby w stanie wysnuć na podstawie skąpej liczby danych.

Czym jest Euclid w porównaniu do Hubble’a?

Euclid ma ok. dwóch razy mniejsze zwierciadło główne niż Hubble. To 1,2 metra zestawione z 2,4-metrowym zwierciadłem, czyli czterokrotnie mniejsza powierzchnia zbierająca światło. To czyni go stosunkowo niepozornym instrumentem w obliczu najsłynniejszego teleskopu orbitalnego. Jednakże dzięki 600 Mpix kamerze i szerokiemu polu widzenia (ok. 1,5 średnicy tarczy Księżyca), Euclid jest w stanie monitorować całe niebo (dokładnie około 1/3 jego obszaru), zamiast koncentrować się na konkretnych obiektach jak Hubble.

Pierwsze dziesięć celów teleskopu Euclid (zaznaczone na zdjęciu całego nieba) to tylko drobny przedsmak tego co pokaże nam teleskop na przestrzeni sześciu lat obserwacji. (fot: ESA)

Euclid obserwuje niebo w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni tak jak Hubble. Nie potrafi za to robić tego w ultrafiolecie. Choć dla laika oba teleskopy to przede wszystkim źródło atrakcyjnych zdjęć kosmosu, Euclid robi je w innym celu. Hubble koncentruje się na procesach ewolucji w skali galaktyk, układów planetarnych, gromad gwiezdnych. Euclid z kolei dzięki swoim pomiarom ma za zadanie ogarnąć naturę wielkoskalową kosmosu i umiejscowić w tym obrazie odpowiednio ciemną energię i materię.

Euclid został umieszczony podobnie jak teleskop Webba w okolicach punktu L2, czyli 1,5 mln kilometrów od Ziemi. Podobnie jak ten drugi nie jest teleskopem, który po zakończeniu swojej misji będzie mógł być poddany serwisowaniu. Tymczasem Hubble, na orbicie ziemi, ma szansę na swoją kolejną już szósta misję serwisową.

Co pokazał nam Euclid?

Jest to pięć obiektów, których zdjęcia ilustrują ten tekst. Gromada galaktyk Abell 2390 to znana miłośnikom astronomii gigantyczna soczewka grawitacyjna. Na zdjęciu widać ponad 50 tysięcy galaktyk i efektów dystorsji światła jakie wywołuje ogromna ich masa. Tę masę tworzy nie tylko to co widać, ale też to czego nie widać na zdjęciach, a co jest obiektem zainteresowania astronomów używających Euclid do badań.

Całe zdjęcie gromady Abell 2390 (po lewej) i jego centralna część na powiększeniu (po prawej). (fot: ESA)

Wydawałoby się, że regiony gwiazdotwórcze w Drodze Mlecznej, to już dobrze poznane i skatalogowane obszary nieba. A jednak zdjęcia z Euclid pozwoliły w przypadku Messier 78 odkryć 300 tys. nowych obiektów, wśród których są także te o masach zbliżonych do kilku mas Jowisza.

Obszar gwiazdotwórczy Messier 78 w konstelacji Oriona. Znajduje się ok. 1600 lat świetlnych od Ziemi. (fot: ESA)

Euclid przyda się także do portretowania galaktyk i towarzyszących im obiektów satelitarnych, co przyczyni się do lepszego klasyfikowania ich w panteonie takich obiektów. Jako przykład wybrano NGC6744, która jest przykładem pobliskiej galaktyki (znajduje się 30 mln lat świetlnych od nas). Podobnie wyglądałaby prawdopodobnie Droga Mleczna, gdyby sfotografował ją taki Euclid zbudowany przez inną cywilizację wokół jednej z gwiazd w NGC6744.

Abell 2764 to gromada galaktyk, która nie jest tak duża, by wypełnić całe pole widzenia teleskopu Euclid. Pokazujące ją zdjęcie, na którym widoczna jest także gwiazda V*BP-Phoenicis/HD 1973 z Drogi Mlecznej, jest z kolei ilustracją, jak dużo uwagi przyłożyli twórcy teleskopu, by nawet jasne pobliskie obiekty nie zakłócały obserwacji tła, w którym kryją się niepozorne, ale ciekawe obiekty.

Gromada Abell 2764 (po prawej) oraz całe pole widzenia teleskopu wraz z gwiazdą z Drogi Mlecznej. (fot: ESA)

I ostatni przykład, jaki nam pokazano. To gromada galaktyk Dorado, której członkowie ulegają powolnemu łączeniu się. Tego typu obserwacje koncentrują się na procesach ewolucji, jaka stale zachodzi w kosmosie.

Źródło: Euclid Consortium, ESA