De Euclid-ruimtetelescoop heeft voor het eerst wetenschappelijke beelden teruggestuurd. Om te begrijpen hoe het universum is ontstaan en hoe het zich heeft ontwikkeld tot wat het nu is, zijn twee dingen nodig. Kosmologische computermodellen gebruiken de wetten van de natuurkunde om te beschrijven hoe het universum er vandaag de dag naar verwachting uit zal zien, terwijl telescopische waarnemingen testen of deze modellen kloppen. Voor het eerst zal de Euclid-ruimtetelescoop de driedimensionale posities van miljarden sterrenstelsels kunnen meten, waardoor bijna het hele universum vanaf de aarde waarneembaar wordt. De eerste wetenschappelijke beelden zijn inmiddels vrijgegeven.
De beelden zijn het resultaat van het combineren van gegevens van twee van zijn instrumenten: VIS (Visible Light Instrument) en NISP (Near-Infrared Spectrograph and Photometer), ontworpen om zichtbaar en nabij-infrarood licht vast te leggen met behulp van detectoren met een groot oppervlak.
De belangrijkste missie van de Euclid-telescoop is het uitvoeren van de meest gedetailleerde driedimensionale kartering van het universum, waardoor enkele van zijn geheimen worden onthuld. Duitse leden van het Euclid Consortium, waaronder het Max Planck Instituut voor Astronomie en Buitenaardse Fysica, ontwikkelden belangrijke technische componenten van de telescoop. Ze bieden ook logistieke diensten voor het beheren van enorme datastromen en garanderen de kwaliteit van gepubliceerde gegevens.
Eerdere ruimtetelescopen, zoals Hubble of de James Webb-telescoop, werden gebouwd om zeer kleine delen van de hemel in detail te observeren. De Euclid-telescoop verbreedt het gezichtsveld met dezelfde hoge beeldkwaliteit: dankzij het grote optische systeem, de gevoelige instrumenten en de locatie buiten de atmosfeer van de aarde kan hij in relatief korte observatietijd beelden van grote delen van de hemel leveren. Deze beelden zijn ook heel helder en bevatten het zwakke licht van verre sterrenstelsels.
Met de vrijgegeven beelden demonstreren leden van het Euclid Consortium het volledige potentieel van Euclides aan de hand van vijf geselecteerde objecten. Elke afbeelding bestrijkt een gebied dat iets groter is dan de volle maan. Tegen het einde van de missie zullen ongeveer 40.000 van dergelijke beeldsegmenten worden samengevoegd om een enorm gebied van ongeveer 14.000 vierkante graden aan de hemel te creëren. Dat is een derde van de hele hemel, exclusief onze eigen Melkweg.
De nu vrijgegeven beelden maken één ding duidelijk: elke afbeelding zal een schat aan nieuwe inzichten zijn in de fysica van een enkele ster, de Melkweg of een ver sterrenstelsel.
"Deze telescoop zal een enorme hoeveelheid gegevens verzamelen en veel meer objecten detecteren dan voorheen", zegt Maximilian Fabricius van het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Garching bij München en de Ludwig-Maximilians Universiteit van München. "We moeten ons allemaal aanpassen aan de grote hoeveelheid informatie die Euclides zal verstrekken."
Het Perseus-sterrenstelselcluster is een voorbeeld. Deze clusters van sterrenstelsels behoren tot de grootste en meest massieve structuren in het universum. Zonder het donkere materienetwerk zouden de hier beschreven sterrenstelsels gelijkmatig over de hemel verdeeld zijn.
‘Met behulp van het grote gezichtsveld en de extreem hoge gevoeligheid van de Euclid-telescoop is het mogelijk sterrenstelsels in de Perseus-cluster tot in hun buitenste en zwakste gebieden te meten’, legt wetenschapper Matthias Krueger van het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica en de Ludwig-Maximilians Universiteit uit.
In dezelfde afbeelding zijn er andere sterrenstelsels te zien die geen verband houden met de Perseus-cluster. Omdat de voortplantingssnelheid van licht beperkt is, geldt dat hoe verder je in het heelal kijkt, hoe ouder de sterrenstelsels worden gevonden en hoe meer sterrenstelsels zich in verschillende ontwikkelingsstadia bevinden. Deze schat aan informatie zal onderzoekers enorm helpen de begindagen van het universum te begrijpen, die werden gekenmerkt door enorme botsingen en samensmeltingen van sterrenstelsels."
Ongeveer 95% van ons universum lijkt te bestaan uit mysterieuze ‘donkere’ elementen, die ook een rol speelden bij de vorming van de Perseus-sterrenhoop. Donkere materie bepaalt de zwaartekrachteffecten tussen en binnen sterrenstelsels en vertraagde aanvankelijk de uitdijing van het heelal, terwijl donkere energie de huidige versnelde uitdijing van het heelal aanstuurt.
De aard van donkere materie en donkere energie blijft echter ongrijpbaar. Wat wetenschappers wel weten is dat deze stoffen subtiele veranderingen veroorzaken in het uiterlijk en de beweging van objecten die door telescopen worden waargenomen. Om de impact van ‘duisternis’ op het zichtbare heelal te detecteren, zal Euclides de komende zes jaar de vorm, afstand en beweging van miljarden sterrenstelsels op 10 miljard lichtjaar afstand observeren.
Hier wordt spectrale informatie van het infraroodinstrument van NIST aangevuld met optische spectra van telescopen op de grond, die de afstanden en bewegingen van sterrenstelsels die door Euclides zijn gefotografeerd met grote precisie zullen bepalen en de tweedimensionale afbeeldingen van Euclides zullen transformeren in de meest uitgebreide driedimensionale kaart van het zichtbare universum die ooit is gemaakt.
Euclid is een ruimtemissie van de European Space Agency (ESA) met bijdragen van de National Aeronautics and Space Administration (NASA). Het maakt deel uit van ESA's Cosmic Horizons-programma.
De VIS- en NISP-camera's zijn gezamenlijk ontwikkeld en gebouwd door wetenschappers en ingenieurs uit 17 landen, waarvan vele uit Europa, maar ook uit de Verenigde Staten, Canada en Japan. In Duitsland zijn het Max Planck Instituut voor Astronomie in Heidelberg, het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica in Garching, de Ludwig-Maximilians-Universiteit van München, de Universiteit van Bonn, de Ruhr-Universiteit Bochum en de Duitse Ruimtevaartorganisatie van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum in Bonn bij het werk betrokken.
De DLR van het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum coördineert de bijdrage van Duitsland aan ESA en verstrekt financiering aan deelnemende Duitse onderzoeksinstellingen. Duitsland levert de grootste bijdrage aan het wetenschapsprogramma van ESA, goed voor ongeveer 21%.
Samengesteld uit /ScitechDaily