Dopo più di un decennio di lavoro, Euclid ha lasciato la Terra.
Ieri è stato lanciato il satellite Euclid grazie ad un razzo Falcon 9 della SpaceX di Elon Musk. Il razzo è partito da Cape Canaveral in Florida negli Stati Uniti, dalla piattaforma numero 40.
Dopo i controlli della telemetria è stato dato il via alle operazioni per il caricamento del propellente nel razzo e alle ore 17:12 italiane si è staccato dal suolo. Dopo nove minuti, come previsto, il primo stadio riutilizzabile del Falcon 9 è atterrato sulla piattaforma galleggiante nell’oceano Atlantico.
Grazie al secondo stadio il satellite è stato posizionato sulla traiettoria che lo porterà tra un mese ad orbitare intorno al cosiddetto unto di Lagrange 2 (L2), una zona di equilibrio gravitazionale dove si trovano anche i telescopi spaziali James Webb e Gaia.
Da lì potrà scansionare e fotografare oltre un terzo di cielo nei prossimi sei anni.
Prima di iniziare la sua attività scientifica, tuttavia, ci sarà una fase intensa di tre mesi di test e calibrazione del veicolo spaziale e degli strumenti scientifici, in preparazione delle osservazioni.


Euclid è uno dei progetti più ambiziosi dell’ESA degli ultimi anni, in cui l’Italia è uno dei principali partecipanti con il contributo dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), dell’Istituto nazionale di Astrofisica (Inaf) e dell’Istituto di fisica nucleare (Infn). Euclid è dotato di un telescopio riflettore con uno specchio primario di 1.2 metri, progettato per operare come telescopio da survey, quindi più piccolo del telescopio Hubble e del James Webb; tuttavia, con un campo di vista molto più grande Euclid sfrutterà per l’osservazione una fotocamera che lavora alle frequenze visibili e uno spettrometro infrarosso. La camera servirà a studiare la forma delle galassie ed eventuali deformazioni, lo spettrometro invece servirà sia per ottenere immagini nell’infrarosso che per misurare il redshift.
Nel corso della sua missione effettuerà due survey, la prima osserverà un terzo della volta celeste mentre la seconda una porzione molto più piccola ma osservando sorgenti molto più lontane e deboli.


Lo scopo di Euclid è quello di studiare e mappare con una precisione altissima la posizione di miliardi di galassie fino ad una distanza di 10 miliardi di anni luce. Questa mappa può permetterci di comprendere ciò che vediamo, poiché la materia e l’energia che conosciamo costituiscono appena il 4% di tutto ciò che c’è nel cosmo.
Gli scienziati ritengono che il restante 96% sia costituito da un 23% di materia oscura, chiamata così perché non riusciamo ad osservarla se non tramite gli effetti dovuti alla sua interazione gravitazionale, e da un 73% di energia oscura, una forma di energia ignota che accelera l’espansione dell’Universo contrapponendosi alla gravità.
Euclid ci permetterà di fare un passo in più verso la comprensione della natura della materia oscura e dell’energia oscura.
Il satellite ci permetterà di stabilire la distribuzione di materia nel cosmo e quindi la sua geometria, per questo motivo, gli è stato dato il nome del famoso filosofo e scienziato. Euclide fu il padre della geometria e ha rivoluzionato il nostro modo di descrivere lo spazio con i principi che 2300 anni dopo ancora si studiano in tutte le scuole del mondo.
Dal punto di vista cosmologico sappiamo che la materia determina la geometria dello spazio, conoscenza che ci giunge dalla Relatività Generale di Einstein. La presenza di massa ed energia comporta una deformazione dello spazio-tempo e ne viene così cambiata la geometria.
Possiamo immaginare la situazione come una sfera che deforma un telo elastico sotto il suo peso. Su una superficie curva non vale la geometria euclidea, per unire due punti nel modo più breve possibile non useremo più le rette e se sommiamo gli angoli di un triangolo non otterremo 180°.
Tutto ciò avviene sia su piccole scale, ad esempio quando consideriamo una stella o un pianeta ed è vero anche su grandissime scale. L’intero universo si curva di più o di meno a seconda di come sono distribuite le masse ed energie al suo interno.


Euclid raggiungerà il suo obiettivo attraverso l’osservazione di due fenomeni cosmologici: il lensing gravitazionale e il clustering di galassie. Si hanno fenomeni di lensing gravitazionale quando la massa di un oggetto influenza il percorso della luce che giunge all’osservatore.
Quando questo fenomeno è debole (weak lenasing) noi notiamo solo uno spostamento della posizione apparente della sorgente, tuttavia quando è forte (strong lensing) possiamo vedere l’immagine della sorgente (solitamente galassie) sdoppiate o quadruplicate, distorte e amplificate. Questo fenomeno non solo ci permette di ricavare informazioni sugli oggetti coinvolti ma soprattutto sulla cosmologia.
Queste misure saranno utili per testare come l’universo si è espanso negli ultimi dieci miliardi di anni.


A supportare il lensing gravitazionale ci sarà il clustering di galassie, ovvero la distribuzione 3D delle galassie.
Il clustering sonda le fluttuazioni della densità della materia oscura utilizzando le posizioni angolari e radiali delle galassie. Questo può essere utilizzato per imporre dei vincoli cosmologici poiché codifica informazioni sulla crescita da distorsioni dello spazio.
«Cos’è la misteriosa materia oscura, che tiene insieme le strutture cosmiche e supera di circa cinque volte quella visibile? E l’energia oscura, ancor più elusiva, che guida l’attuale espansione accelerata del cosmo? Sono questi gli affascinanti interrogativi che affronterà Euclid, un’incredibile missione spaziale europea, di cui l’Italia è tra i maggiori partecipanti» commenta Marco Tavani, presidente Inaf.
Tuttavia «Sarà come cercare un gatto nero in una stanza buia. Ma potremmo anche scoprire che non c’è. È un grande momento per essere un cosmologo, Euclid cambierà la ricerca del futuro » ha commentato Henk Hoekstra, cosmologo dell’Euclid consortium.
Le spiegazioni che diamo all’energia e alla materia oscura potrebbero anche essere sbagliate, Euclid ci aiuterà a rafforzare le nostre ipotesi oppure ci costringerà ad abbandonarle?
Scritto da Vito Saggese
Fonti:
https://www.media.inaf.it/2023/07/01/euclid-lancio/
https://www.wired.it/article/euclid-esa-lancio-telescopio-spaziale-missione-materia-oscura-diretta/