Messier 78 é um berçário de formação estelar envolto numa mortalha de poeira interestelar localizada a 1.300 anos-luz de distância da Terra. Usando a sua câmara infravermelha, Euclid expôs pela primeira vez regiões ocultas de formação estelar e mapeou filamentos complexos de gás e poeira com detalhes sem precedentes. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO ou Licença Padrão ESA
Euclid, uma missão da ESA com NASAapoio, visa mapear o céu e estudar a matéria escura e a energia escura. As suas novas imagens e dados revelam descobertas científicas significativas, incluindo planetas flutuantes e anãs castanhas, melhorando a nossa compreensão do Universo.
A missão Euclid divulgou cinco novas imagens que mostram a capacidade do telescópio espacial de explorar dois mistérios cósmicos em grande escala: a matéria escura e a energia escura. A matéria escura é uma substância invisível cinco vezes mais comum no universo do que a matéria “normal”, mas com uma composição desconhecida. “Energia escura” é o nome dado à fonte desconhecida que faz com que o universo se expanda cada vez mais rápido. A missão Euclid é liderada pela ESA (Agência Espacial Europeia) com contribuições da NASA,
Mapeamento Cósmico e Precisão
Até 2030, Euclid criará um mapa cósmico que cobrirá quase um terço do céu, usando um campo de visão muito mais amplo do que o dos telescópios espaciais Hubble e James Webb da NASA, que são projetados para estudar áreas menores com mais detalhes. Os cientistas irão então mapear a presença de matéria escura com maior precisão do que nunca. Eles também podem usar este mapa para estudar como a força da energia escura mudou ao longo do tempo.
O aglomerado de galáxias Abell 2764 (canto superior direito), fotografado pelo telescópio Euclides da ESA, contém centenas de galáxias. A área fora do aglomerado também contém galáxias distantes que aparecem como quando o universo tinha apenas 700 milhões de anos. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO ou Licença Padrão ESA
As cinco novas imagens apresentam imagens de tamanhos variados — de uma região de formação estelar no via Láctea galáxia até aglomerados de centenas de galáxias — e foram tiradas logo após o lançamento do Euclides em julho de 2023, como parte de seu programa de observações de liberação antecipada. A missão divulgou cinco imagens desse programa no ano passado como uma prévia do que o Euclid ofereceria, antes que os cientistas analisassem os dados.
Novas imagens e disponibilidade de pesquisa
As novas imagens, artigos científicos relacionados e dados estão disponíveis no site Site Euclides. Um programa pré-gravado pela ESA sobre estas descobertas está disponível na ESA TV e YouTube.
Os planejadores da missão do próximo Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA usarão as descobertas de Euclides para informar o trabalho complementar de Roman sobre energia escura. Os cientistas usarão o Roman, com a sua melhor sensibilidade e nitidez, para alargar o tipo de ciência que Euclides permite ao estudar galáxias mais ténues e mais distantes.
A visão de Euclides do grupo de galáxias Dorado mostra sinais de interação e fusão de galáxias. As conchas de material branco e amarelo nebuloso, bem como as “caudas” curvas que se estendem para o espaço, são evidências da interação gravitacional entre as galáxias. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO ou Licença Padrão ESA
Espaço Curvo e Lentes Gravitacionais
Uma maneira pela qual Euclides ajudará os cientistas a estudar a matéria escura é observando como esse fenômeno misterioso distorce a luz de galáxias distantes, como pode ser visto em uma das novas imagens de um aglomerado de galáxias chamado Abell 2390. A massa do aglomerado de galáxias, que inclui galáxias escuras matéria, cria curvas no espaço. A luz de galáxias mais distantes viajando por essas curvas parece curvar-se ou formar um arco, semelhante à aparência da luz quando passa pelo vidro empenado de uma janela antiga. Às vezes, a deformação é tão poderosa que pode criar anéis, arcos pronunciados ou múltiplas imagens da mesma galáxia – um fenômeno chamado lente gravitacional forte.
Os cientistas interessados em explorar os efeitos da energia escura procurarão principalmente um efeito mais subtil, chamado lente gravitacional fraca, que requer uma análise informática detalhada para detectar e revelar a presença de aglomerados ainda mais pequenos de matéria escura. Ao mapear essa matéria escura e traçar como estes aglomerados evoluem ao longo do tempo, os cientistas irão investigar como a aceleração da energia escura para fora mudou a distribuição da matéria escura.
Mais de 50.000 galáxias são visíveis nesta imagem de Abell 2390, um aglomerado de galáxias a 2,7 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Perto do centro da imagem, algumas das galáxias aparecem borradas e curvas, um efeito chamado lente gravitacional forte que pode ser usado para detectar matéria escura. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO ou Licença Padrão ESA
Instrumentos e capacidades observacionais
“Como a energia escura é um efeito relativamente fraco, precisamos de pesquisas maiores para nos fornecer mais dados e melhor precisão estatística”, disse Mike Seiffert, cientista do projeto Euclid da NASA no Laboratório de Propulsão a Jato da agência no sul da Califórnia. “Não é algo onde podemos ampliar uma galáxia e estudá-la em detalhe. Precisamos olhar para uma área muito maior, mas ainda assim sermos capazes de detectar esses efeitos sutis. Para que isso acontecesse, precisávamos de um telescópio espacial especializado como o Euclid.”
O telescópio usa dois instrumentos que detectam diferentes comprimentos de onda de luz: o gerador de imagens de luz visível (VIS) e o espectrômetro e fotômetro de infravermelho próximo (NISP). As galáxias em primeiro plano emitem mais luz em comprimentos de onda visíveis (aqueles que o olho humano pode perceber), enquanto as galáxias em segundo plano são normalmente mais brilhantes em comprimentos de onda infravermelhos.
“Observar um aglomerado de galáxias com ambos os instrumentos nos permite ver galáxias em uma faixa mais ampla de distâncias do que poderíamos obter usando apenas o visível ou o infravermelho”, disse JPLJason Rhodes, investigador principal da equipe científica de energia escura Euclid da NASA. “E o Euclid pode produzir esses tipos de imagens profundas, amplas e de alta resolução centenas de vezes mais rápido do que outros telescópios.”
O grande campo de visão de Euclides captura toda a galáxia NGC 6744 e mostra aos astrônomos áreas-chave de formação estelar. A formação de estrelas é a principal forma pela qual as galáxias crescem e evoluem, por isso estas investigações são fundamentais para entender por que as galáxias têm aquela aparência. Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi; CC BY-SA 3.0 IGO ou Licença Padrão ESA
Descobertas além da energia escura
Embora a matéria escura e a energia escura sejam centrais para Euclides. A missão tem uma variedade de outras aplicações astronômicas. O mapa celeste de grandes áreas de Euclides pode, por exemplo, ser usado para descobrir objetos ténues e observar mudanças em objetos cósmicos, como uma estrela mudando de brilho. Os novos resultados científicos de Euclides incluem a detecção de planetas flutuantes (planetas que não orbitam estrelas), que são difíceis de encontrar devido à sua fraqueza. Além disso, os dados revelam anãs marrons recém-descobertas. Pensa-se que se formam como estrelas, mas não são grandes o suficiente para iniciar a fusão nos seus núcleos, estes objetos destacam as diferenças entre estrelas e planetas.
“Os dados, imagens e artigos científicos publicados marcam agora o início dos resultados científicos do Euclid e mostram uma variedade surpreendentemente ampla de ciência para além do objetivo principal da missão”, disse Seiffert. “O que já estamos vendo da visão ampla de Euclides produziu resultados que estudam planetas individuais, características de nossa galáxia natal, a Via Láctea, e a estrutura do universo em grandes escalas. É emocionante e um pouco impressionante acompanhar todos os desenvolvimentos.”
Contribuições e apoio de Euclides
Três equipes científicas apoiadas pela NASA contribuem para a missão Euclid. Além de projetar e fabricar a eletrônica do chip sensor para o instrumento Espectrômetro e Fotômetro de Infravermelho Próximo (NISP) da Euclid, o JPL também liderou a aquisição e entrega dos detectores NISP. Esses detectores, juntamente com a eletrônica do chip do sensor, foram testados no Laboratório de Caracterização de Detectores da NASA no Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland. O Euclid NASA Science Center no IPAC (ENSCI), no Caltech em Pasadena, Califórnia, arquivará os dados científicos e apoiará investigações científicas baseadas nos EUA. JPL é uma divisão da Caltech.
