Euclid: Transformará a forma como vemos o 'universo escuro'

No dia 1 de maio de 2023, o satélite Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA) completou a primeira parte de sua longa jornada ao espaço, chegando à Flórida, nos Estados Unidos, após uma viagem de barco a partir da Itália. 

Está previsto que ele seja lançado ao espaço no início de julho em um foguete Falcon 9, construído pela SpaceX, a partir de Cabo Canaveral. 

Euclides deve ser lançado este ano em um foguete construído pela SpaceX. Trabalhos executados pela ATG sob contrato para a ESA, CC BY-SA

O Euclid foi projetado com um propósito nobre: proporcionar um melhor entendimento dos componentes “misteriosos” do nosso universo, conhecidos como matéria escura e energia escura. Diferentemente da matéria normal que conhecemos e vivenciamos aqui na Terra, a matéria escura não reflete nem emite luz. Ela é responsável por manter as galáxias unidas e acredita-se que represente cerca de 80% de toda a massa no universo. Apesar de sabermos de sua existência há um século, sua verdadeira natureza continua sendo um enigma. 

A energia escura é igualmente intrigante. Os astrônomos demonstraram que a expansão do universo nos últimos cinco bilhões de anos tem acelerado mais rápido do que o esperado. Muitos acreditam que essa aceleração é impulsionada por uma força invisível, que foi batizada de energia escura. Ela constitui cerca de 70% da energia no universo.

Com a missão de mapear esse “universo sombrio”, o Euclid está equipado com uma suíte de instrumentos científicos para lançar luz sobre diferentes aspectos da energia escura e da matéria escura.

Após o lançamento, o Euclid realizará uma viagem de um mês até uma região do espaço chamada segundo ponto de Lagrange Terra-Sol, que fica cinco vezes mais distante de nós do que a Lua. Nesse ponto, a atração gravitacional do Sol e da Terra se equilibra, proporcionando um local de observação estável para o Euclid estudar o universo. O satélite se juntará ao Telescópio Espacial James Webb (JWST) neste ponto, tornando-se o companheiro perfeito para esse incrível observatório espacial. 

Podemos dizer que a missão Euclid começou em 2007, a  ESA teve que avaliar duas propostas de missão concorrentes, chamadas SPACE e DUNE.

Ambas usavam diferentes técnicas e, portanto, diferentes instrumentos para estudar o universo sombrio, e a ESA estava tendo dificuldades para decidir entre elas. Ambas eram conceitos atraentes e nossa equipe decidiu que ambas tinham mérito, especialmente para proporcionar uma verificação cruzada entre elas. Assim, o Euclid nasceu a partir do melhor de ambos os conceitos.

O Euclid foi projetado para estudar todo o universo, portanto, precisa de instrumentos com amplos campos de visão. Quanto maior o campo de visão do instrumento de imageamento, mais do universo ele pode observar. Para isso, o Euclid usa um telescópio relativamente pequeno em comparação com o JWST.

Em tamanho, o Euclid é aproximadamente do tamanho de um caminhão, em comparação com o JWST, que tem o tamanho de uma aeronave. No entanto, o Euclid também carrega algumas das maiores câmeras digitais já utilizadas no espaço, com campos de visão centenas de vezes maiores do que os do JWST.

O instrumento VIS (ou visível) do Euclid, construído principalmente no Reino Unido, foi projetado para medir as posições e formas de tantas galáxias quanto possível, para procurar correlações sutis nos dados causados pela lente gravitacional da luz, à medida que ela viaja até nós através da matéria escura intermediária.

A Galáxia do Redemoinho, conhecida como M51, e uma galáxia companheira. Euclides reunirá informações sobre as formas e outras propriedades das galáxias no céu. NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), CC BY

Esse efeito de lente gravitacional é fraco, apenas uma parte em cem mil para a maioria das galáxias, exigindo, assim, muitas galáxias para ver o efeito em alta definição. Portanto, o VIS produzirá imagens de qualidade semelhante às do telescópio Hubble em um terço do céu noturno.

No entanto, o VIS não consegue medir as cores dos objetos. Essa medida é necessária para determinar a distância deles por meio do efeito redshift, onde a luz desses objetos é deslocada para comprimentos de onda mais longos, ou mais avermelhados, de uma maneira que se relaciona com a distância de nós.

Parte desses dados precisará vir de observatórios terrestres existentes e planejados, mas o Euclid também carrega o instrumento NISP (Near-Infra Spectrometer and Photometer), que é especificamente projetado para medir as cores e espectros infravermelhos, e, portanto, os redshifts, para as galáxias mais distantes que o Euclid verá.

Para medir a energia escura, o NISP usará uma técnica relativamente nova chamada Oscilações Acústicas de Bárions (BAO), que fornece uma medida precisa da história da expansão do universo nos últimos 10 bilhões de anos. Essa história é vital para testar possíveis modelos de energia escura, incluindo as sugestões de modificações na Teoria da Relatividade Geral de Einstein.

Tal experimento exige um exército de cientistas e nem todos estão focados exclusivamente na matéria escura e na energia escura. Assim como o JWST, o Euclid será um verdadeiro tesouro de novas descobertas em muitas áreas da astronomia. O consórcio Euclid precisa de centenas de pessoas para ajudar a desenvolver o sofisticado software necessário para combinar os dados espaciais com os dados terrestres e extrair, com alta precisão, as formas e cores de bilhões de galáxias.

Esse software também foi verificado usando algumas das maiores simulações do universo já construídas. Após chegar ao ponto L2, o Euclid passará por vários meses de testes, validação e calibração para garantir que os instrumentos e o telescópio estejam funcionando conforme o esperado. Todos nós estamos familiarizados com essa espera nervosa após o recente lançamento do JWST. 

Uma vez pronto, o Euclid embarcará em uma pesquisa de cinco anos de 15.000 graus quadrados do céu, com cerca de 2.000 cientistas de todo o mundo coletando resultados ao longo do caminho. No entanto, o verdadeiro poder do Euclid só será percebido quando todos esses dados estiverem juntos e forem analisados cuidadosamente.

Isso pode levar mais cinco anos, nos levando bem para a próxima década antes de termos nossas respostas finais sobre a escuridão. Portanto, o lançamento da SpaceX parece ser apenas o ponto médio na história do Euclid.

Fonte: theconversation.com