W 2025 roku należąca do Europejskiej Agencji Kosmicznej sonda detektywistyczna Euclid dotycząca ciemnego wszechświata skupiła swoją uwagę na sercu Drogi Mlecznej na zaledwie 26 godzin. W nieco ponad jeden dzień Euclid był w stanie stworzyć największe i najbardziej szczegółowe zdjęcie tego obszaru naszej galaktyki, jakie kiedykolwiek wykonano.
Zdjęcie wypełnione 60 milionami gwiazd może pomóc naukowcom w polowaniu na planety pozasłoneczne, egzoplanetyw tym regionie znanym jako zgrubienie galaktyczne.
Euklides jest przeznaczony do nauki ciemna energiatajemnicza siła, która napędza przyspieszającą ekspansję Wszechświata, poprzez badanie odległych galaktyk. Oznacza to, że teleskop kosmiczny ma wystarczającą moc, aby rozróżnić pojedyncze gwiazdy w zgrubieniu centralnym Drogi Mlecznej. Inne teleskopy tego nie robią, ponieważ są zbyt oślepione przez gęsto upakowane gwiazdy w tym regionie.
Euclid został poproszony o monitorowanie centralnego zgrubienia Drogi Mlecznej, aby pomóc astronomom w polowaniu na egzoplanety, ponieważ jest to idealny region do występowania tak zwanych zjawisk „mikrosoczewkowania”.
„Aby uchwycić mikrosoczewkowanie, należy obserwować części nieba przepełnione gwiazdami, na przykład w pobliżu centrum naszej galaktyki” – kierownik zespołu Jean-Philippe Beaulieu z Institut d’Astrophysique de Paris we Francji – napisano w oświadczeniu.
Mikrosoczewkowanie jest słabą formą soczewkowanie grawitacyjne dzieje się tak, gdy obiekty posiadające masę powodują wypaczenie samej struktury przestrzeni. Kiedy światło ze źródła tła przechodzi przez to zakrzywienie przestrzeni, jego droga jest zakrzywiona. Można to wykorzystać do zbadania źródła tła; na przykład naukowcy wykorzystali to z doskonałym skutkiem w Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), aby przestudiować niektóre z nich najdalsze i wczesne galaktyki. Jednak krzywiznę światła ze źródeł tła można również wykorzystać do wykrywania słabych obiektów, takich jak planety.
Do obserwacji planet za pomocą mikrosoczewkowania wymagane jest przejście jednej gwiazdy przed drugą i działanie jak soczewka grawitacyjna. Obecność planety powoduje niewielkie zaburzenia w soczewkowaniu światła gwiazdy tła. To niewielki efekt, ale bardzo skutecznie wykorzystany do wykrywania egzoplanet.
„W ciągu ostatnich dwudziestu lat przy użyciu tej techniki odkryto prawie 300 egzoplanet, wszystkie za pomocą naziemnych teleskopów i wszystkie w kierunku centrum naszej galaktyki” – powiedział Beaulieu. „To zdjęcie wykonane przez Euklidesa przedstawia 51 znanych układów planetarnych – i pomoże w badaniu wielu innych, które zostaną odkryte”.
Pomimo badań Euclida nad centralnym zgrubieniem, które wskazały drogę naprzód w obserwacji nowych zjawisk mikrosoczewkowania, w danych ze statku kosmicznego ESA nie ma żadnych takich zdarzeń. Dzieje się tak dlatego, że wykrycie takich zdarzeń zajmuje około 20 dni.
Zamiast tego wszystko będzie zależeć od teleskopów takich jak ten, który ma nadejść Rzymski Teleskop Kosmiczny Nancy Grace obserwację tego regionu przez dłuższe okresy czasu i porównanie z danymi Euklidesa z dzisiejszego dnia w celu znalezienia zdarzeń mikrosoczewkowania.
„W ciągu 24 godzin Euclid uchwycił już gwiazdy biorące udział we wszystkich przyszłych zdarzeniach mikrosoczewkowania, które wykryje rzymski teleskop kosmiczny, ale zanim zaangażowane gwiazdy i planety ustawią się w jednej linii” – powiedziała członkini zespołu Natalia Rektsini z Institut d’Astrophysique de Paris.
„Oznacza to, że każdy, kto wykryje zdarzenie mikrosoczewkowania w tym samym regionie, na przykład za pomocą Romana, będzie mógł odtąd wykorzystać dane Euklidesa jako odniesienie do czasu w przeszłości i zobaczyć, jak gwiazdy wyglądały, zanim nałożyły się na siebie. Ponieważ Euclid może wyraźnie oddzielić poszczególne gwiazdy, można następnie zmierzyć prędkość ich przemieszczania się w czasie i wykorzystać te informacje do potwierdzenia istnienia planety i określenia jej masy. Nie byłoby to możliwe w przypadku danych z jednego punktu w czasie”.
Jednym z powodów, dla których jest to tak ekscytujące dla łowców egzoplanet, jest fakt, że inne techniki stosowane do wykrywania tych odległych światów zwykle doskonale radzą sobie z wykrywaniem gorących i masywnych planet w pobliżu swoich gwiazd macierzystych.
Mikrosoczewkowanie można jednak wykorzystać do wykrywania mniejszych planet, znacznie oddalonych od swoich gwiazd macierzystych i charakteryzujących się niższymi temperaturami. Oznacza to, że można go wykorzystać do wykrywania lodowych gigantów takich jak Uran I Neptun na szerokich orbitach wokół gwiazd zgrubienia centralnego.
„Ten wynik pokazuje, co stosunkowo mały, oddany zespół może osiągnąć w ramach dużej misji międzynarodowej” – mówi Valeria Pettorino, naukowiec projektu Euclid w ESA.
„Dlatego dane Euklidesa będą odniesieniem czasowym dla przeszłych i przyszłych misji oraz umożliwią badanie egzoplanet i ich mas. Dane te można również wykorzystać do innych zastosowań naukowych, od brązowych karłów i gwiazd podwójnych po ruchy gwiazd i pył w naszej galaktyce”.
