I løpet av en tidlig testobservasjonsfase i november 2023, kalt Early Release Observations, rettet Euclid blikket sitt mot noen av stjernehimmelens vidundre. Resultatene fra disse første observasjonene er virkelig forbløffende. De er nettopp blitt beskrevet i en serie på ti vitenskapelige artikler.
– Vi er svært begeistret over ERO-resultatene, som viser hvor bra Euclid er. Ut fra kun 24 timer med observasjoner har vi fått helt ny forståelse av en rekke helt forskjellige astronomiske objekter, fra objekter i vår egen galakse til galakser og galaksehoper på stor avstand. Spesielt ser vi hvor bra Euclid er for å studere objekter med meget lav flate-lysstyrke, sier professor Per Barth Lilje, instituttleder ved Institutt for teoretisk astrofysikk (ITA) og norsk representant i styret til det internasjonale Euclid-konsortiet.
Euclid oppdager universets vidundere
Se for deg å treffe på frittsvevende planeter, ubundet til noen stjerne, eller oppdage glitrende kulehoper som er som skattkister omkring nære galakser. Forskerne har også funnet gåtefulle dverggalakser og store galakser med meget lav overflatelysstyrke som strekker sine svake tråder over nattehimmelen.
Noen av de mest oppsiktsvekkende funnene dreier seg om den gåtefulle mørke materien, og om det spøkelsesaktige lyset fra områdene mellom galaksene i galaksehoper, enorme ansamlinger av galakser. Dessuten har teleskopet klart å se dypt inn i universets historie og ta bilder av galakser fra da kosmos var ungt - forstørret av tyngdekraftens naturlige linser. Euclid produserte denne tidlige katalogen av objekter på bare én dag, og katalogiserte over 11 millioner objekter i synlig lys og 5 millioner flere i infrarødt lys. Denne katalogen har ført til betydelig ny vitenskap.
– Dette viser at i tillegg til kosmologiske resultater, som er Euclids hovedmål (de første vil bli publisert i juni 2026), vil Euclid gi oss enormt med ny kunnskap om en rekke astronomiske objekter, kanskje spesielt om galaksers utvikling, fortsetter Lilje.
En strålende prestasjon
Euclids første vitenskapelige resultater kommer også med en serie referanseartikler som bekrefter at denne kosmiske kartografen fungerer utmerket. Euclid ble skutt opp 1. juli 2023, og startet de rutinemessige kosmologiske observasjonene fra selveste Valentinsdagen i 2024, en kjærlighetserklæring til universet fra astronomene som bygget satellitten og instrumentene dens.
– De fem referanse-artiklene er svært viktige, de gir forskere den forståelse av satellitten, dens instrumenter, og simuleringene som er gjort, som er nødvendig for å kunne gjøre vitenskap med dataene, sier Lilje.
Oversiktsartikkelen "Euclid. I. Overview of the Euclid mission" gir en oversikt over Euclid og dens egenskaper. Den dekker alt om Euclid - fra de ambisiøse målene og satellittens instrumenter til den store delen av himmelen som den vil undersøke i løpet av sin seks år lange ferd.
– Denne hoved-referanseartikkelen har 1166 medforfattere, alle som (etter visse kriterier) har gitt et vesentlig bidrag til å realisere Euclid. Av disse er 9 fra ITA, én fra Norsk Romsenter og én fra norsk industri (Clara Venture Labs), legger Lilje til.
Denne artikkelen er en ressurs som vil forbli uvurderlig både for forskere og vanlige mennesker, ettersom Euclid fortsetter å avdekke mysteriene rundt mørk energi og teste selve grunnlaget for vår forståelse av tyngdekraften.
Euclids imponerende øyne
Euclids vitenskapelige instrumenter er virkelig ingeniørtekniske vidundere. VIS- NISP- og NISP Calibration-artiklene beskriver spesifikasjonene til Euclids instrumenter. Euclids VISible instrument (VIS - for synlig) er et kraftig 609 megapiksel kamera, i stand til å fange superskarpe bilder i det synlige spekteret. På den andre siden har Euclids Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP) en dobbelt rolle: å avbilde galakser i infrarødt lys og å måle mengden lys som galakser sender ut ved forskjellige bølgelengder. Denne andre rollen lar oss finne ut direkte hvor langt unna hver galakse er. Siden 2008 har forskere ved ITA deltatt i utviklingen av Euclid, og spesielt i utviklingen av NISP-instrumentet, som er beskrevet i detalj i oversiktsartikkelen "Euclid. III. The NISP Instrument".
– Norge har deltatt fra starten i utviklingen av dette instrumentet, og vesentlige mekaniske deler av det er utviklet og bygget av den norske industribedriften Clara Venture Labs, bekrefter Lilje.
Disse vitenskapelige instrumentene er Euclids redskap for å kartlegge det enorme kosmiske nettverket som strekker seg gjennom universet, et nettverk som endelig kan avsløre den sanne naturen til mørk energi.
Slik har norske forskere bidratt
Før en eneste stjerne ble observert, var Euclids forskere i gang med å forberede seg ved å lage den største kosmologiske simuleringen noensinne. SIM-artikkelen introduserer dette virtuelle universet - en katalog over milliarder av galakser som har vært en essensiell testarena for å sikre at den virkelige misjonen går uten problemer.
– Kapittel 6.1 i hovedoversiktsartikkelen beskriver Flagship-simuleringen, som også har fått en egen dedikert artikkel: "Euclid. V. The Flagship galaxy mock catalogue: a comprehensive simulation for the Euclid mission". Artikkelen beskriver den ekstremt store kosmologiske simuleringen som brukes til å teste bl.a. metoder for analyse av dataene fra Euclid. Her har forskeren Ismael Ferrero deltatt i utvikling av syntetiske kataloger av realistiske "galakser" som legges inn i simuleringene. Disse er kritiske for å kunne bruke Euclids data, legger Lilje til.
Kapittel 7 og 8 beskriver metodene som skal brukes for å teste kosmologi med dataene fra Euclid.
– Her har det mest betydningsfulle norske vitenskapelige bidraget vært, kanskje spesielt i det som omtales i kapittel 8.3 "Beyond LCDM models", sier han.
Hans Arnold Winther, førsteamanuensis ved ITA, har deltatt i vitenskapelige studier knyttet til Euclid:
– Sammen med forsker Farbod Hassani og professor David F Mota har jeg jobbet med å lage prognoser for hvor bra Euclid vil prestere, kjører simuleringer for å skjønne hva disse modellene forutsier og generelt forberede oss så vi er klare for å kunne bruke Euclid-data til å teste standard modellen ΛCDM og Einsteins gravitasjonsteori når dataene kommer, forklarer Winther.
– Stipendiat Renate Mauland-Hus og Farbod Hassani har også jobbet med å modellere massive nøytrinoner, som vil være viktig for Euclid, legger han til.
– Sammen med stipendiat Slađana Radinović har vi jobbet mye med romlig fordeling av galakser. Hvordan kan vi bruke nye metoder (annet enn såkalte baryoniske akustiske oscillasjoner, som vi vanligvis ser på) for å trekke ut informasjon fra galaksefordelingen og lære mer om mørk energi. Slađana har laget prognoser for hva vi kan lære ved å studere store kosmiske tomrom i galaksefeltet – tomrom som Euclid vil observere, konkluderer Winther.
Gruppen for prosjektrelatert IT-støtte (PRITS) har bidratt til utviklingen av dataprosesseringsprogramvaren. For å nå de vitenskapelige målene til Euclid er kvaliteten på dataene ekstremt viktig, og PRITS-gruppen har laget en viktig komponent for kvalitetssikringen.
– Komponenten er ment å brukes til å håndtere "alt det vi ennå ikke har tenkt på", og vil gjøre det mulig å håndtere eventuelle problemer med datakvaliteten mye raskere enn ellers, kommenterer senioringeniør Stein Vidar Hagfors Haugan.
Euclid er mer enn bare et romfartøy; det er et løfte om fremtidige oppdagelser og gir oss et nytt glimt inn i vår kosmiske opprinnelse og de mørke mysteriene som binder universet sammen. Hold øynene rettet mot stjernene; ferden har nettopp begynt.
Mer informasjon
- Pressemelding: First science results and exclusive ERO data (engelsk)
-
ESA's Euclid celebrates first science with sparkling cosmic views
Euclids referanse-artikler (link to arXiv):
- Euclid. I. Overview of the Euclid mission, Euclid Collaboration: Mellier et al.
- Euclid. II. The VIS Instrument, Euclid Collaboration: Cropper et al.
- Euclid. III. The NISP Instrument, Euclid Collaboration: Jahnke et al.
- Euclid. IV. The NISP calibration unit, Euclid Collaboration: Hormuth et al.
- (1) Euclid. V. The Flagship galaxy mock catalogue: a comprehensive simulation for the Euclid mission, Euclid Collaboration: Castander et al.
Euclid Early Release Observation science papers (link to arXiv):
- Euclid: Early Release Observations – Programme overview and pipeline for compact- and diffuse-emission photometry, Cuillandre et al.
- Euclid: Early Release Observations – A glance at free-floating new-born planets in the σ Orionis cluster, Martin et al.
- Euclid: Early Release Observations – Unveiling the morphology of two Milky Way globular clusters out to their periphery, Massari et al.
- Euclid: Early Release Observations – Deep anatomy of nearby galaxies, Hunt et al.
- Euclid: Early Release Observations – Globular clusters in the Fornax galaxy cluster, from dwarf galaxies to the intracluster field, Saifollahi et al.
- Euclid: Early Release Observations – Overview of the Perseus cluster and analysis of its luminosity & stellar mass functions, Cuillandre et al.
- Euclid: Early Release Observations – Dwarf galaxies in the Perseus galaxy cluster, Marleau et al.
- Euclid: Early Release Observations – The intracluster light and intracluster globular clusters of the Perseus cluster, Kluge et al.
- Euclid: Early Release Observations – A preview of the Euclid era through a magnifying lens, Atek et al.
- Euclid: Early Release Observations – NISP-only sources and the search for luminous z = 6 – 8 galaxies, Weaver et al.