Euclid a găsit într-un an mai multe lentile cosmice decât toate căutările anterioare la un loc

Telescopul spațial european Euclid a descoperit mai multe lentile gravitaționale puternice în aproximativ un an de cartografiere a cerului decât toate căutările anterioare la un loc. Prima sa mare publicare de date, realizată de Agenția Spațială Europeană, conține aproximativ cincisprezece mii de candidați de încredere pentru lentile. În fiecare dintre ele, gravitația unei galaxii din prim-plan curbează lumina unei galaxii mai îndepărtate, transformând-o în arcuri, inele sau imagini duble.

Acest lucru contează pentru că o lentilă funcționează ca o balanță. Cantitatea de curbare arată câtă masă se află în galaxia din prim-plan, inclusiv materia întunecată pe care niciun telescop nu o poate vedea direct. Până acum, astronomii studiau aceste sisteme câte o descoperire rară odată. Cu un catalog atât de mare, le pot studia ca populație, iar aceeași publicare adaugă peste nouă sute de milioane de galaxii la munca mai amplă de cartografiere a universului întunecat.

Publicarea, numită DR1-Foundation, acoperă aproximativ 1.900 de grade pătrate de cer, o zonă de aproximativ 9.500 de ori mai mare decât Luna plină. Conține peste un miliard de obiecte catalogate, peste 60 de milioane de candidați de quasari, spectre pentru peste 160 de milioane de surse și aproximativ 1,7 milioane de gigaocteți de date. De asemenea, acoperă doar 14% din suprafața pe care Euclid este programat să o studieze.

Lecturi recomandateEuclid a descoperit mai mulți cuasari antici într-un an decât știința în zece ani

„Lentilele puternice oferă o perspectivă unică asupra Universului întunecat, permițându-ne să „cântărim” galaxii individuale, inclusiv materia lor întunecată invizibilă, și să explorăm modul în care Universul se extinde”, a declarat Natalie Lines de la Universitatea din Portsmouth, membră a Consorțiului Euclid și autoare principală a catalogului de lentile.

Cum a selectat Euclid 15.000 de lentile din 900 de milioane de galaxii

Lentilele sunt rare. Doar aproximativ o galaxie din câteva mii se aliniază suficient de exact cu o sursă din fundal pentru a acționa ca una, iar multe imagini lentilate sunt prea mici pentru a fi rezolvate din cauza estompării atmosferei Pământului. Euclid observă din spațiu cu o oglindă de 1,2 metri și două instrumente: VIS, o cameră cu lumină vizibilă care produce imagini clare, și NISP, care face imagini în infraroșu apropiat și descompune lumina în spectre.

Căutarea a început cu aproximativ 900 de milioane de surse din publicare și a reținut cele 68 de milioane care au trecut de o primă selecție din catalog. Cinci modele de învățare automată au punctat acele obiecte. Cele mai promițătoare au fost trimise către aproximativ 7.000 de oameni de știință cetățeni din proiectul Space Warps, găzduit pe platforma Zooniverse, care au făcut peste 4,5 milioane de clasificări a 300.000 de obiecte. În final, 67 de experți în lentile au inspectat peste 30.000 de sisteme și le-au notat.

Notele contează. Dintre cei 15.072 de candidați de încredere, 6.073 sunt de nota A, pe care echipa îi etichetează drept „lentilă sigură”, iar 8.999 sunt de nota B, etichetați „lentilă probabilă”. Alte 9.010 sisteme de nota C, „posibile”, sunt publicate separat. Software-ul a încercat apoi să reproducă fiecare sistem de nota A și B cu un model de lentilă, iar pentru peste 9.500 de lentile echipa a estimat distanțele și proprietățile fizice ale galaxiei din prim-plan.

Majoritatea acestor galaxii din prim-plan sunt masive și nu mai formează stele noi. Ele se află la o deplasare spre roșu tipică de 0,68, o măsură a cât de mult a întins expansiunea universului lumina lor, ceea ce este mai departe decât au atins mostrele anterioare de lentile de la telescoape terestre.

De la descoperiri rare la un recensământ de mii

Prima lentilă puternică, un quasar care apărea de două ori pe cer, a fost identificată acum aproape 50 de ani. De atunci, cele mai mari studii terestre, care împreună acoperă cea mai mare parte a cerului vizibil de pe Pământ, au găsit aproximativ 3.000 de lentile de acest tip galaxie-în-spatele-galaxiei, potrivit Consorțiului Euclid. Cei 15.072 de candidați de încredere ai lui Euclid depășesc toate cataloagele anterioare la un loc.

Fiecare dintre ei a fost găsit cu același telescop și aceeași metodă. Când lentilele provin din multe studii și metode de selecție diferite, sunt greu de comparat. Un eșantion uniform unic permite cercetătorilor să pună întrebări statistice, cum ar fi cum se schimbă materia întunecată din jurul galaxiilor masive de la o galaxie la alta, întrebări la care câteva sute de sisteme nepotrivite nu pot răspunde.

Și amploarea acoperirii cerului este nouă. Zona din această publicare este de aproximativ zece ori mai mare decât cerul pe care Telescopul Spațial Hubble l-a observat în 35 de ani, potrivit consorțiului. Publicările anterioare ale lui Euclid conțineau câteva zile de observații pe aproximativ 60 de grade pătrate. Valeria Pettorino, om de știință al proiectului Euclid de la ESA, a descris saltul drept „o schimbare de scară”.

Catalogul conține și tipuri rare care altădată erau descoperiri unice. Listează 84 de candidați de lentile cu două planuri sursă, în care o galaxie din prim-plan lentilează două galaxii din fundal la distanțe diferite, peste 1.000 de candidați de lentile formate de galaxii disc și câteva sute de quasari lentilați și nuclee galactice active. Înainte de Euclid, primele două clase aveau puține exemple cunoscute.

Publicarea conține mai mult decât lentile

Alte articole publicate împreună cu datele arată diversitatea acestora. O echipă a rezolvat 15 sisteme stelare slabe în stele individuale pentru prima dată, cinci dintre ele fiind descoperiri noi. Unul dintre cele noi, Ursa Minor II, se află la aproximativ 65.000 de ani-lumină distanță, în halo-ul Căii Lactee, și conține doar aproximativ 40 de mase solare în stele, ceea ce îl face unul dintre cele mai puțin luminoase sisteme stelare cunoscute.

Un al doilea studiu a măsurat formele a peste 40 de milioane de galaxii formatoare de stele, un eșantion de 440 până la 52.800 de ori mai mare decât studiile comparabile cu Telescopul Spațial James Webb. Printre galaxiile cu masă mai mică, a confirmat că galaxiile alungite, în formă de trabuc, devin mai rare pe măsură ce universul îmbătrânește, în timp ce discurile aplatizate domină.

Ce nu stabilește DR1-Foundation

Scopul principal al lui Euclid este măsurarea energiei întunecate, cauza neexplicată a expansiunii accelerate a universului, și cartografierea materiei întunecate de-a lungul istoriei cosmice. Această publicare nu face încă acest lucru. Măsurătorile necesare pentru cosmologie, inclusiv hărțile de lentile slabe și aglomerarea galaxiilor, sunt încă în producție și vor sosi odată cu prima publicare completă de date.

Lentilele în sine sunt încă doar candidați. Doar sistemele de nota A sunt considerate sigure, iar echipa de descoperire scrie că notarea experților rămâne subiectivă, așa că s-au corectat prejudecățile inspectorilor individuali. Căutarea a ratat, de asemenea, unele lentile reale. Echipa estimează că a găsit aproximativ 73% dintre sistemele certe din zonă, restul fiind probabil mai slabe sau mai ambigue. Confirmarea sistemelor individuale va necesita observații de urmărire, inclusiv spectre.

Articolele științifice sunt preprinturi. Cele opt articole științifice și 18 articole tehnice publicate împreună cu datele sunt destinate unui număr special al revistei Astronomy & Astrophysics și nu au trecut încă de evaluarea inter pares.

Acoperirea cerului este, de asemenea, parțială. La 14% din studiul planificat, eșantionul poate să nu reprezinte întregul cer, iar oamenii de știință ai consorțiului au găsit câteva regiuni a căror calitate a datelor diferă de restul în timp ce verificau procesarea.

„Aceasta este doar 14% din ceea ce Euclid intenționează în cele din urmă să livreze, dar putem vedea deja că promisiunile făcute acum mai bine de zece ani cu privire la amploarea eforturilor științifice pe care Euclid le va sprijini încep să se împlinească”, a declarat Marc Sauvage, astrofizician la Comisariatul pentru Energie Atomică și Energii Alternative (CEA) din Franța și lider al Consorțiului Euclid.

Întrebări despre prima publicare de date a lui Euclid

Ce conține publicarea DR1-Foundation a lui Euclid?

Aproximativ 13 luni de observații care acoperă 1.900 de grade pătrate de cer: aproximativ 10.000 de imagini științifice, cataloage cu peste un miliard de obiecte, inclusiv peste 900 de milioane de galaxii, spectre pentru peste 160 de milioane de surse, aproximativ 15.000 de candidați de lentile puternice și peste 60 de milioane de candidați de quasari. În total, se ridică la aproximativ 1,7 milioane de gigaocteți.

Ce este o lentilă gravitațională puternică?

Se formează atunci când o galaxie masivă din prim-plan curbează lumina unei galaxii aflate mult în spatele ei, astfel încât galaxia din fundal apare ca arcuri, un inel sau mai multe copii. Cantitatea de curbare dezvăluie masa totală a galaxiei din prim-plan, inclusiv materia sa întunecată, iar mărirea permite astronomilor să studieze galaxii din fundal care altfel ar fi prea slabe.

Câte galaxii a cartografiat Euclid până acum?

Peste 900 de milioane de galaxii sunt catalogate în această publicare, care acoperă aproximativ 14% din suprafața planificată a studiului. ESA se așteaptă ca misiunea completă să catalogheze aproximativ 1,5 miliarde de galaxii.

Poate oricine să folosească datele lui Euclid?

Da. ESA a făcut publică această publicare și o găzduiește pe platforma sa Euclid Data Space, unde utilizatorii pot explora, vizualiza și analiza imaginile, cataloagele și spectrele fără a le descărca.

Când va măsura Euclid energia întunecată?

Nu cu această publicare. ESA și Consorțiul Euclid planifică primele rezultate cosmologice, bazate pe lentile slabe și aglomerarea galaxiilor, pentru prima publicare completă de date la mijlocul anului 2027.

Rezultatele cosmologice sunt așteptate la mijlocul anului 2027

Euclid a fost lansat în iulie 2023 și a început activitatea de rutină de cartografiere pe 14 februarie 2024. Observațiile din această publicare au fost colectate între primăvara anului 2024 și primăvara anului 2025, iar ESA le-a publicat pe 12 noiembrie 2026. DR1 complet, cu primele rezultate cosmologice, este așteptat la mijlocul anului 2027, iar DR2, cu de aproximativ trei ori mai mult cer, este planificat pentru 2029.

Prima lentilă puternică, Twin Quasar, a fost identificată în 1979. Până la sfârșitul studiului său de șase ani, se așteaptă ca Euclid să găsească peste 100.000 de candidați de încredere pentru lentile, fiecare dintre ei fiind o balanță naturală pentru cântărirea materiei întunecate a unei galaxii.

Referință: Euclid Collaboration: Lines et al., „Euclid Data Release 1 (DR1). Euclid Lens Identification Pipeline and Scientific Exploration (ECLIPSE) A: Strong lens catalogue overview,” submitted to Astronomy & Astrophysics, 2026. arXiv:2611.15883. DOI: 10.48550/arXiv.2611.15883

Etichete: știri, astronomie, esa, energie întunecată, euclid, materie întunecată

Conținut similar

James Webb a cartografiat 164.000 de galaxii și a dezvăluit rețeaua cosmică a universului tânăr

Materia întunecată a dat galaxiilor rotația lor acum 13 miliarde de ani — confirmat la 7 sigma

Webb a găsit o galaxie de mai multe ori mai masivă decât Calea Lactee și care nu se rotește

Observatorul Rubin a găsit o posibilă a șasea planetă pitică, de până la 1.500 km

JWST descoperă că galaxiile antice ascund de patru ori mai multă masă în stele mici

JWST a găsit un roi de galaxii de 10 miliarde de ani prea dens pentru modelul standard