De gegevens beslaan een enorm gebied aan de hemel in drie mozaïeken en omvatten ook talrijke clusters van sterrenstelsels, actieve galactische kernen en kortdurende verschijnselen. Ook bevat de dataset het eerste classificatieonderzoek van meer dan 380.000 sterrenstelsels en 500 kandidaat-zwaartekrachtlenzen. Deze zijn samengesteld door een combinatie van kunstmatige intelligentie en burgerwetenschap.
“Euclid bewijst opnieuw de ultieme ontdekkingsmachine te zijn. De ruimtetelescoop onderzoekt sterrenstelsels op de grootste schaal en stelt wetenschappers in staat om onze kosmische geschiedenis en de onzichtbare krachten die ons heelal vormgeven te onderzoeken”, zegt ESA’s wetenschappelijk directeur Carole Mundell.
Deep fields
Euclid heeft de drie gebieden aan de hemel uitgezocht waar het uiteindelijk de diepste waarnemingen van zijn missie zal doen. In slechts één week van waarnemingen, met tot nu toe één scan van elk gebied, heeft Euclid al 26 miljoen sterrenstelsels gezien. De verste daarvan zijn wel 10,5 miljard lichtjaar van ons verwijderd. De velden bevatten ook een kleine populatie heldere quasars die veel verder weg staan. In de komende jaren zal Euclid deze drie gebieden tientallen keren waarnemen en nog veel meer verre sterrenstelsels vastleggen, waardoor deze velden echt 'diep' worden tegen het einde van de nominale missie in 2030.
Maar de eerste glimp van 53 vierkante graden van de hemel, het equivalent van meer dan 300 keer de volle maan, geeft al een indrukwekkend voorproefje van de schaal van Euclids toekomstige kosmische atlas. Deze atlas zal een derde van de hele hemel - 14.000 vierkante graden – beslaan, in hoge resolutie en met veel detail.
“Het is indrukwekkend hoe één waarneming van de deep field-gebieden ons al een schat aan gegevens heeft opgeleverd die voor verschillende doeleinden in de sterrenkunde kunnen worden gebruikt: van onder andere de vorm van sterrenstelsels tot zwaartekrachtslenzen, clusters en stervorming”, zegt Valeria Pettorino, ESA's Euclid-projectwetenschapper. “We zullen elk diep veld tussen de 30 en 52 keer waarnemen tijdens de zesjarige missie van Euclid, waarbij we elke keer de resolutie zien verbeteren en ook het aantal objecten dat we kunnen waarnemen.”
Om de mysteries waarvoor Euclid is ontworpen te beantwoorden, meet de telescoop de enorme verscheidenheid aan vormen en de verdeling van miljarden sterrenstelsels zeer nauwkeurig. Hiervoor gebruikt het zijn optische instrument voor beeldvorming met hoge resolutie (VIS), terwijl zijn nabij-infraroodinstrument (NISP) essentieel is voor het ontrafelen van afstanden en massa's van sterrenstelsels.
De nieuwe afbeeldingen laten dit vermogen al zien voor honderdduizenden sterrenstelsels. Ook geven ze een hint van de grootschalige organisatie van deze sterrenstelsels in het kosmische web. Deze filamenten van gewone materie en donkere materie doorweven de kosmos, en hieruit zijn sterrenstelsels gevormd en geëvolueerd. Dit is een essentieel stukje van de puzzel om de mysterieuze aard van donkere materie en donkere energie te begrijpen, die samen 95% van het heelal lijken te vormen.
Mensen en AI classificeren meer dan 380.000 sterrenstelsels
Euclid zal naar verwachting in zes jaar tijd het beeld vastleggen van miljarden sterrenstelsels, waarbij het elke dag ongeveer 100 GB aan gegevens terugstuurt. Zo'n indrukwekkend grote dataset creëert ongelooflijk veel mogelijkheden, maar ook enorme uitdagingen als het gaat om het zoeken, analyseren en catalogiseren van sterrenstelsels. Algoritmen voor kunstmatige intelligentie in combinatie met duizenden vrijwilligers en experts op het gebied van burgerwetenschap, spelen een belangrijke rol.
"We bevinden ons op een cruciaal moment voor wat betreft de manier waarop we grootschalige surveys in de astronomie aanpakken. AI is een fundamenteel en noodzakelijk onderdeel van ons proces om de enorme dataset van Euclid volledig te benutten", zegt Mike Walmsley, wetenschapper van het Euclid Consortium aan de Universiteit van Toronto, Canada, die de afgelopen tien jaar nauw betrokken is geweest bij astronomische deep learning-algoritmen. "We bouwen de tools en leveren de metingen aan. Op deze manier kunnen we binnen enkele weken geavanceerde wetenschap leveren, terwijl dat in het verleden vaak jaren kostte", voegt hij eraan toe.
Een belangrijke mijlpaal is de eerste gedetailleerde catalogus van meer dan 380.000 sterrenstelsels, die zijn geclassificeerd op basis van kenmerken zoals spiraalarmen, centrale balken en ‘tidal tails’ die samensmeltende sterrenstelsels aantonen. De catalogus is gemaakt door het AI-algoritme 'Zoobot'. Tijdens een intensieve campagne van een maand op Galaxy Zoo vorig jaar, werkten 9976 menselijke vrijwilligers samen. Ze classificeerden Euclid-afbeeldingen en hielpen Zoobot hiermee om kenmerken van sterrenstelsels te leren herkennen.
Deze eerste catalogus, die vandaag is vrijgegeven, vertegenwoordigt slechts 0,4% van het totaal aantal sterrenstelsels met een vergelijkbare resolutie dat naar verwachting tijdens de missie van Euclid in beeld zal worden gebracht. De uiteindelijke catalogus zal de gedetailleerde morfologie presenteren van ten minste een orde van grootte meer sterrenstelsels dan ooit eerder is gemeten.
Ontdekkingsmachine voor zwaartekrachtlenzen
Licht dat vanuit verre sterrenstelsels naar ons toe komt, wordt afgebogen en vervormd door normale en donkere materie op de voorgrond. Dit lens-effect is een van de instrumenten die Euclid gebruikt om te onthullen hoe donkere materie in het heelal is verdeeld. Wanneer de vervormingen heel duidelijk zijn, is er sprake van 'sterke lenswerking', wat kan resulteren in Einstein-ringen, bogen en lenzen met meerdere afbeeldingen.
Met behulp van een eerste analyse door kunstmatige intelligentie-modellen, gevolgd door burgerwetenschap, deskundige doorlichting en modellering, wordt vandaag een eerste catalogus van 500 sterke ‘sterrenstelsel-sterrenstelsel’ lens-kandidaten vrijgegeven, die bijna allemaal voorheen onbekend waren. Dit type lenswerking vindt plaats wanneer een voorgrondstelsel en zijn halo van donkere materie als een lens fungeren, waardoor het beeld van een achtergrondsterrenstelsel langs de gezichtslijn naar Euclid wordt vervormd.
Met behulp van deze modellen zal Euclid zo'n 7000 kandidaten vastleggen in de grote publicatie van kosmologische gegevens die gepland staat voor eind 2026. Tegen het einde van de missie zal Euclid ongeveer 100.000 sterke zwaartekrachtlenzen hebben vastgelegd, ongeveer 100 keer meer dan momenteel bekend.
Euclid is ontworpen om 'zwakke' lenzen te meten, waarbij de vervormingen van achtergrondbronnen veel kleiner zijn. Dergelijke subtiele vervormingen kunnen alleen worden gedetecteerd door grote aantallen sterrenstelsels op een statistische manier te analyseren. In de komende jaren zal Euclid de vervorming van meer dan 1,5 miljard sterrenstelsels over 10 miljard jaar kosmische geschiedenis meten, en zo een 3D-beeld geven van de verdeling van donkere materie in ons heelal.
Euclids 'snelle' datareleases, zoals die van vandaag, zijn van geselecteerde gebieden, bedoeld om de dataproducten te demonstreren die te verwachten zijn in de grote datareleases die volgen, en om wetenschappers in staat te stellen hun data-analysetools ter voorbereiding te verbeteren. De eerste kosmologische gegevens van de missie zullen in oktober 2026 worden vrijgegeven aan de gemeenschap.
Alle afbeeldingen en bijschriften zijn te vinden op de ESA-website
De data-release van 19 maart 2025 is beschreven in 27 wetenschappelijke artikelen die zullen worden ingediend bij het tijdschrift Astronomy & Astrophysics.