Euclid, ook wel de ‘detective van het donkere heelal’ genoemd, heeft als taak te onderzoeken hoe donkere materie en donkere energie ervoor hebben gezorgd dat ons heelal eruitziet zoals het er nu uitziet. 95% van onze kosmos lijkt te bestaan uit de mysterieuze en nog onbegrepen 'donkere' ingrediënten, die met hun aanwezigheid slechts zeer subtiele veranderingen veroorzaken in het uiterlijk van de objecten die we wel kunnen zien.
Om de 'donkere' invloed op het zichtbare heelal te onthullen, zal Euclid de komende zes jaar de vormen, afstanden en snelheden van miljarden sterrenstelsels waarnemen, tot op een afstand van 10 miljard lichtjaar. Hierdoor zal de grootste kosmische 3D-kaart worden gecreëerd die ooit is gemaakt. Euclid kan in één keer een opmerkelijk scherp beeld maken van een ongekend groot deel van de hemel in zowel zichtbaar als infrarood licht.
De beelden die vandaag zijn vrijgegeven laten deze speciale capaciteit zien: van heldere sterren tot zwakke sterrenstelsels. Ze tonen de objecten in hun geheel, terwijl ze extreem scherp blijven, zelfs wanneer wordt ingezoomd op verre sterrenstelsels.
“Donkere materie houdt sterrenstelsels bij elkaar en zorgt ervoor dat ze sneller draaien dan alleen zichtbare materie kan verklaren; donkere energie drijft de versnellende uitdijing van het heelal aan. Euclid zal kosmologen voor het eerst in staat stellen om deze donkere mysteries samen te bestuderen”, legt ESA-directeur wetenschap, Carole Mundell, uit. "Euclid zal een sprong voorwaarts maken in ons begrip van de kosmos als geheel en deze prachtige Euclid-beelden laten zien dat de missie klaar is om te helpen bij het beantwoorden van een van de grootste mysteries van de moderne fysica."
"We hebben nog nooit zulke grote astronomische beelden gezien, met zoveel details. Ze zijn nog mooier en scherper dan we hadden kunnen hopen en laten ons veel voorheen ongeziene kenmerken zien in bekende gebieden in het nabije heelal. Nu zijn we klaar om miljarden sterrenstelsels waar te nemen en hun evolutie door de kosmische tijd heen te bestuderen", zegt Euclid-projectwetenschapper René Laureijs. Søren Larsen (Radboud Universiteit), die werkt aan gedetailleerde waarnemingen van nabije sterrenstelsels en sterrenhopen, voegt daaraan toe: “De vandaag vrijgegeven beelden zijn spectaculair maar zijn nog maar het begin: Ik kijk ernaar uit dat Euclid echt aan de slag gaat, en ben benieuwd wat de waarnemingen de komende jaren over ons eigen Melkwegstelsel en andere sterrenstelsels in onze kosmische buurt zullen onthullen."
"Onze hoge eisen aan deze telescoop hebben hun vruchten afgeworpen: dat deze beelden zo gedetailleerd zijn, is allemaal te danken aan een speciaal optisch ontwerp, perfecte fabricage en assemblage van telescoop en instrumenten, en extreem nauwkeurige richt- en temperatuurregeling", voegt Euclid-projectmanager Giuseppe Racca toe. Henk Hoekstra (Universiteit Leiden) was nauw betrokken bij het opstellen van deze hoge eisen.
"Ik wil iedereen feliciteren en bedanken die betrokken is geweest bij het realiseren van deze ambitieuze missie. De eerste beelden die door Euclid zijn gemaakt, zijn ontzagwekkend en herinneren ons eraan waarom het essentieel is dat we naar de ruimte gaan om meer te weten te komen over de mysteries van het heelal", besluit ESA-directeur-generaal Josef Aschbacher.
Hieronder volgen de vijf beelden plus beschrijvingen:
De Paardenkopnevel
Euclid toont een panoramisch en gedetailleerd beeld van de Paardenkopnevel, ook bekend als Barnard 33 en onderdeel van het sterrenbeeld Orion. In Euclids waarneming van deze stellaire kraamkamer hopen wetenschappers veel zwakke, zeer jonge en voorheen ongeziene planeten met de massa van Jupiter te vinden, evenals jonge bruine dwergen en babysterren.
Perseus-cluster
Dit Euclid-beeld is een revolutie voor de sterrenkunde. Op de foto zijn 1000 sterrenstelsels te zien die behoren tot de Perseus-cluster, en meer dan 100.000 sterrenstelsels verder weg op de achtergrond. Veel van deze zwakke sterrenstelsels waren voorheen niet te zien. Sommige zijn zo ver weg dat hun licht er 10 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken. Door de verspreiding en vormen van deze sterrenstelsels in kaart te brengen, kunnen kosmologen meer te weten komen over de manier waarop donkere materie het heelal heeft gevormd dat we vandaag de dag zien.
Het is voor het eerst dat zoveel Perseus-sterrenstelsels zo gedetailleerd in beeld zijn gebracht. Perseus is een van de zwaarste structuren in het heelal die bekend zijn en bevindt zich op 'slechts' 240 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Astronomen hebben aangetoond dat clusters van sterrenstelsels zoals Perseus alleen gevormd kunnen zijn als er donkere materie in het heelal aanwezig is. Euclid zal door de kosmische tijd heen talloze clusters van sterrenstelsels zoals Perseus waarnemen en het 'donkere' element onthullen dat hen bij elkaar houdt.
Spiraalvormig sterrenstelsel IC 342
Euclid zal miljarden sterrenstelsels in beeld brengen en de ongeziene invloed onthullen die donkere materie en donkere energie op hen hebben. Daarom is het toepasselijk dat een van de eerste sterrenstelsels die Euclid waarnam de bijnaam 'Verborgen sterrenstelsel' heeft gekregen, ook wel bekend als IC 342 of Caldwell 5. Dankzij zijn infraroodzicht heeft Euclid al cruciale informatie ontdekt over de sterren in dit sterrenstelsel, dat op onze Melkweg lijkt.
Onregelmatig sterrenstelsel NGC 6822 (Barnardstelsel)
Om een 3D-kaart van het heelal te maken, zal Euclid het licht van sterrenstelsels tot op 10 miljard lichtjaar afstand waarnemen. De meeste sterrenstelsels in het vroege heelal zien er niet uit als een typische spiraal, maar zijn onregelmatig en klein. Ze zijn de bouwstenen voor grotere sterrenstelsels zoals het onze, en we kunnen nog steeds een aantal van deze stelsels relatief dicht bij de aarde vinden. Het eerste onregelmatige dwergsterrenstelsel dat Euclid waarnam heet NGC 6822 en bevindt zich vlakbij, op slechts 1,6 miljoen lichtjaar afstand.
Bolvormige sterrenhoop NGC 6397
Deze sprankelende afbeelding toont Euclids blik op een bolvormige sterrenhoop, genaamd NGC 6397. Dit is de op één na dichtstbijzijnde bolvormige sterrenhoop vanaf de aarde, op ongeveer 7800 lichtjaar afstand. Bolvormige sterrenhopen zijn verzamelingen van honderdduizenden sterren die door de zwaartekracht bij elkaar worden gehouden. Op dit moment kan geen enkele andere telescoop dan Euclid een grote bolvormige sterrenhoop in één keer waarnemen en tegelijkertijd zoveel sterren in de sterrenhoop onderscheiden. Deze zwakke sterren geven informatie over de geschiedenis van de Melkweg en donkere materie.
Nieuwe ontdekkingen
Euclids eerste blik op de kosmos is niet alleen mooi, maar ook enorm waardevol voor de wetenschappelijke gemeenschap. De beelden laten zien dat de telescoop en de instrumenten extreem goed presteren en dat astronomen Euclid kunnen gebruiken om de verdeling van materie in het heelal en de evolutie ervan op de grootste schalen te bestuderen. Het combineren van veel waarnemingen van deze kwaliteit die grote delen van de hemel bestrijken, zal de donkere en verborgen delen van de kosmos laten zien. Elk beeld afzonderlijk bevat een schat aan nieuwe informatie over het nabije heelal.
"In de komende maanden zullen wetenschappers van het Euclid-Consortium deze beelden analyseren en een reeks wetenschappelijke artikelen publiceren in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics, samen met artikelen over de wetenschappelijke doelstellingen van de Euclid-missie en de prestaties van het instrument," zegt Euclid-Consortiumleider Yannick Mellier. De beelden gaan verder dan het domein van donkere materie en donkere energie. Ze laten ook zien hoe Euclid een schat aan informatie zal opleveren over de fysica van individuele sterren en sterrenstelsels.
Routine-waarnemingen
Euclid werd op 1 juli 2023 naar het zon-aarde Lagrangepunt 2 gelanceerd met een SpaceX Falcon 9-raket vanaf Cape Canaveral Space Force Station in Florida, VS. In de maanden na de lancering zijn wetenschappers en ingenieurs, onder wie Koen Kuijken en Henk Hoekstra (Universiteit Leiden), bezig geweest met een intensieve fase van het testen en kalibreren van de wetenschappelijke instrumenten van Euclid. Het team werkt nu aan de laatste fijnafstelling van de telescoop voordat de wetenschappelijke routinewaarnemingen begin 2024 beginnen.
In zes jaar tijd zal Euclid een derde van de hemel in kaart brengen met een ongekende nauwkeurigheid en gevoeligheid. Naarmate de missie vordert, zal de databank van Euclid één keer per jaar worden vrijgegeven en beschikbaar worden gesteld voor de wereldwijde wetenschappelijke gemeenschap via de Astronomy Science Archives, die gehost worden in ESA's European Space Astronomy Centre in Spanje.
Over Euclid
Euclid is een Europese missie, gebouwd en beheerd door ESA, met bijdragen van NASA. Het Euclid-Consortium - bestaande uit meer dan 2000 wetenschappers van 300 instituten in 13 Europese landen, de VS, Canada en Japan - is verantwoordelijk voor het leveren van de wetenschappelijke instrumenten en de analyse van de wetenschappelijke gegevens. ESA selecteerde Thales Alenia Space als hoofdaannemer voor de bouw van de satelliet en zijn servicemodule, terwijl Airbus Defence and Space werd gekozen om de laadmodule te ontwikkelen, inclusief de telescoop. NASA leverde de detectoren van de Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP). Euclid is een middelgrote missie binnen het Cosmic Vision-programma van ESA.