IEEC | CSIC | ALTRES

Les primeres imatges de prova d’Euclid anticipen els tresors que vindran

Aug 1, 2023

• Els dos instruments a bord d’Euclid han captat les seves primeres imatges de prova, que mostren el potencial del telescopi espacial per superar els seus objectius científics
• Es tracta d’imatges de prova molt primerenques, preses amb l’objectiu de verificar els instruments i revisar com Euclid pot ajustar-se i refinar-se encara més
• La missió espacial Euclid de l’Agència Espacial Europea (ESA), llençada a l’espai el passat 1 de juliol de 2023, crearà el més gran i precís mapa 3D de l’univers

Llegenda: Primeres imatges de prova d’Euclid.
Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CC BY-SA 3.0 IGO.

La missió Euclid de l’Agència Espacial Europea (ESA) es va llançar a l’espai dissabte 1 de juliol del 2023 per crear el mapa 3D més gran i precís de l’univers. Un mes després, els dos instruments d’Euclid ja han captat les primeres imatges de prova. Els fascinants resultats indiquen que el telescopi espacial assolirà els objectius científics per als quals ha estat dissenyat i, possiblement, molts més.

Tot i que encara queden mesos perquè Euclid ens lliuri la seva nova i vertadera visió del cosmos, assolir aquesta fita vol dir que els científics i enginyers responsables de la missió confien que el telescopi i els instruments estan funcionant bé.

«Després de més d’onze anys de disseny i desenvolupament d’Euclid, és emocionant i enormement emotiu veure aquestes primeres imatges», ha comentat el gerent de projecte d’Euclid, Giuseppe Racca. «És encara més increïble quan pensem que veiem només unes poques galàxies aquí, produïdes amb un ajustament mínim del sistema. L’Euclid totalment calibrat finalment observarà milers de milions de galàxies per crear el mapa 3D del cel més gran que s’hagi vist mai».

Yannick Mellier, líder del Consorci d’Euclid, hi ha afegit que «les excel·lents primeres imatges obtingudes amb els instruments visibles i d’infraroig proper d’Euclid obren una nova era per a la cosmologia observacional i l’astronomia estadística. Marquen el començament de la cerca de la natura mateixa de l’energia fosca que durà a terme el Consorci Euclid.

L’Univers en llum infraroja

L’espectròmetre i fotòmetre d’infraroig proper (NISP) d’Euclid té una doble funció: obtenir imatges de les galàxies en llum infraroja i mesurar la quantitat de llum que emeten les galàxies en diverses longituds d’onda. Aquest segon rol ens permet calcular directament la distància a cada galàxia.

Combinant la informació de distància amb la de les formes de les galàxies mesurades per l’instrument visible VIS (vegeu més endavant), podrem mapar com es distribueixen les galàxies en tot l’univers i com aquesta distribució canvia amb el temps. En darrera instància, aquest mapa 3D ens servirà per aprendre sobre la matèria fosca (que causa la gravetat) i l’energia fosca (que fa que l’univers s’expandeixi).

Investigadors de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), juntament amb l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), participen des de 2006 en els conceptes inicials de la missió i han estat els responsables del disseny, construcció, muntatge i proves de validació de l’Acoblament de la Roda de Filtres (FWA) de l’instrument NISP. La Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), en col·laboració amb l’Institut d’Astrofísica de Canàries (IAC), ha estat responsable del disseny, construcció i validació de l’electrònica de control de l’instrument NISP.

Francisco Castander, investigador de l’IEEC a l’ICE-CSIC, ha comentat: «Cada dia tenim grans expectatives de conèixer els resultats de la posada en marxa de l’Euclid. Fins al moment, estem encantats de veure els resultats que indiquen que l’Euclid està obtenint el rendiment que s’esperava. Mirant-ne les espectaculars imatges, obtenim una experiència gratificant i sorprenent en adonar-nos que hem construït part de l’instrument que està recol·lectant aquestes increïbles imatges des de l’espai llunyà i que ens permetrà estudiar els misteris de l’univers».

A la imatge a continuació, abans d’arribar al detector NISP, la llum del telescopi d’Euclid ha passat a través d’un filtre que mesura la brillantor en una longitud d’onda infraroja específica.

Llegenda: Imatge de prova dels inicis de la posada en marxa: camp de visió complet de l’instrument NISP i zoom per obtenir-ne més detalls. La imatge de l’esquerra mostra el camp de visió complet de NISP, amb el zoom de la dreta (4% del camp de visió complet de NISP) que mostra l’extraordinari nivell de detall que NISP ja està assolint. Podem veure-hi galàxies espirals i el·líptiques; estrelles properes i llunyanes; cúmuls d’estrelles i molt més. Però l’àrea del cel que cobreix en realitat és només una quarta part de l’amplada i l’altura de la lluna plena. El telescopi d’Euclid va recol·lectar llum durant 100 segons per permetre que NISP generés aquesta imatge.
Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CC BY-SA 3.0 IGO.

En aquesta segona imatge, la llum del telescopi d’Euclid havia passat a través d’un grisma abans d’arribar al detector. Aquest dispositiu divideix la llum de cada estrella i galàxia segons la seva longitud d’ona i, per tant, cada raig de llum vertical en la imatge és una estrella o galàxia. Aquesta forma especial de mirar l’univers ens permet determinar de què està feta cada galàxia i, consegüentment, avaluar la seva distància a la Terra.

Llegenda: Imatge de prova dels inicis de la posada en marxa: instrument NISP (mode grisma). Abans que arribi al detector, NISP envia la llum que hi entra a través d’un filtre de fotometria o un grisma d’espectrometria. En aquesta imatge, la llum del telescopi d’Euclid ha passat a través del grisma, que divideix la llum de cada estrella i galàxia segons la seva longitud d’ona. Aquesta informació es pot extreure i analitzar per determinar el tipus de galàxia i la seva distància. El telescopi d’Euclid va recol·lectar llum durant 100 segons per permetre que NISP generés aquesta imatge.
Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CC BY-SA 3.0 IGO.

El científic de l’instrument NISP, Knud Jahnke, ha declarat: «Hem vist imatges simulades, hem vist imatges de prova de laboratori; encara em resulta complicat comprendre que aquestes imatges són ara l’univers real. Tan detallat, simplement increïble».

L’Univers en llum visible

L’instrument VISible d’Euclid (VIS) prendrà imatges supernítides de milers de milions de galàxies per mesurar les seves formes. Mirant de prop aquesta imatge, ja podem albirar el que comportarà VIS; mentre que algunes galàxies són molt senzilles de detectar, moltes més són taques borroses amagades entre les estrelles, que esperen ser descobertes per Euclid en el futur.

Llegenda: Imatge dels inicis de la posada en marxa: camp de visió complet de l’instrument VIS i apropament per obtenir-ne detalls. La imatge de l’esquerra mostra el camp de visió complet de VIS, amb el zoom de la dreta posant de manifest l’extraordinari nivell de detall que VIS ja està aconseguint. Veiem galàxies espirals i el·líptiques; estrelles properes i distants; cúmuls d’estrelles i molt més. Però l’àrea del cel que cobreix en realitat és només una quarta part de l’amplada i l’altura de la lluna plena. El telescopi d’Euclid va recol·lectar llum durant 566 segons per generar aquesta imatge.
Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CC BY-SA 3.0 IGO.

Mark Cropper, del University College London, va dirigir el desenvolupament de VIS: «Estic encantat amb la bellesa d’aquestes imatges i amb l’abundància d’informació que contenen. Estic molt orgullós de tot allò que ha assolit l’equip de VIS i molt agraït a tots aquells que han habilitat aquesta capacitat. Les imatges VIS estaran a disposició de tothom, sigui amb finalitat científica o de qualsevol altre tipus. Seran de tothom».

Reiko Nakajima, científica de l’instrument VIS, afegeix: «Les proves en terra no et donen imatges de galàxies o cúmuls estel·lars, però aquí hi són totes en aquest camp. És molt bonic mirar-les i és un plaer fer-ho amb les persones amb les quals hem treballat durant tant de temps».

La imatge és encara més especial si tenim en compte que l’equip d’Euclid es va espantar quan va encendre l’instrument per primer cop: van captar un patró inesperat de llum que va contaminar les imatges. Les investigacions de seguiment van indicar que part de la llum del sol es filtrava cap a la nau espacial, probablement a través d’una petita escletxa. Quan van girar Euclid, l’equip es va adonar que aquesta llum només era detectada en orientacions específiques i, tenint això en compte, evitar certs angles farà que Euclid pugui complir la seva missió. Aquesta imatge es va prendre en una orientació en la qual la llum del sol no era un problema.

Cal destacar, un cop més, que aquestes instantànies, per boniques que siguin, encara són imatges de prova primerenques, preses per verificar els instruments i revisar com la nau espacial pot ajustar-se i refinar-se encara més. A causa del fet que en gran part no es processen, hi apareixen alguns artefactes no desitjats, per exemple els raigs còsmics que s’hi disparen en línia recta i que destaquen especialment en la imatge VIS. El Consorci Euclid finalment convertirà les observacions del cartografiat exposades durant més temps en imatges llestes per a la investigació científica, lliures d’artefactes i més detallades i nítides.

Durant els mesos vinents, l’ESA i la resta d’actors de la indústria implicats continuaran realitzant totes les proves i comprovacions necessàries per garantir que l’Euclid funcioni el millor possible. Al final d’aquesta fase de verificació de posada en servei i execució, comença realment el torn de la ciència. Arribat aquest moment, l’ESA publicarà un nou conjunt d’imatges per posar de manifest les capacitats de la missió.

Sobre l'IEEC

L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia. Com a resultat de més de 25 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.

L’IEEC és una fundació del sector públic sense ànim de lucre, fundada el febrer de 1996. Està regit per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya, la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). L’IEEC és també un centre CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).

Enllaços