Os cientistas do Consórcio Euclides selecionaram três trechos extremamente escuros do céu que serão objeto das observações mais profundas da missão, com o objetivo de explorar objetos fracos e raros no Universo. A posição dos campos profundos de Euclides – um no céu do norte e dois no céu do sul – foi anunciada na semana passada, durante a reunião anual do consórcio em Helsinque, na Finlândia.
Com lançamento previsto para 2022, a missão Euclid da ESA está a fazer grandes progressos nos preparativos de hardware e ciência. Uma vez no espaço, Euclides examinará uma parte significativa do céu e da imagem bilhões de galáxias em todo o Universo para investigar os últimos dez bilhões de anos de nossa história cósmica.
A maior fração das observações da missão será dedicada à ampla pesquisa de Euclides, cobrindo cerca de 15.000 graus quadrados – mais de um terço de todo o céu – com uma combinação sem precedentes de nitidez e sensibilidade.
As observações permitirão aos cientistas investigar dois fenômenos cosmológicos: a evolução de como as galáxias se agrupam nos últimos 10 bilhões de anos e a distorção das imagens da galáxia devido à presença de matéria comum e escura entre eles e nós, um efeito chamado gravitacional. lente. Esses dois fenômenos abordam o objetivo principal da missão: investigar a história da expansão do Universo e caracterizar a aceleração dessa expansão durante os últimos bilhões de anos, algo que se pensa ser causado pela misteriosa energia escura.
Além disso, cerca de 10% do tempo de observação de Euclides será dedicado a uma pesquisa profunda, observando repetidamente apenas três trechos do céu: os Campos Profundos Euclides. O tempo restante será gasto para calibrações dedicadas dos dois instrumentos complexos e altamente sensíveis de Euclides – o imager visível, VIS, e o espectrofotômetro de infravermelho próximo, o NISP.
Os três campos foram cuidadosamente selecionados para conter uma quantidade mínima de estrelas brilhantes da Via Láctea – que ‘superam’ fontes fracas como galáxias distantes; de partículas de poeira do meio interestelar da Via Láctea – que obscurece a luz de fontes distantes e fracas; e da chamada luz zodiacal – o brilho difuso da poeira no Sistema Solar, que afeta a sensibilidade das observações.
Com uma área cumulativa de 40 graus quadrados, equivalente a pouco mais de 200 vezes a pegada da Lua cheia no céu, os Campos Profundos de Euclides abarcam uma porção da esfera celeste que, embora muito menor do que o amplo levantamento da missão, ainda é bastante notável por uma pesquisa profunda.
“A escolha do Campo Profundo de Euclides tem sido um processo complexo por causa de muitas restrições instrumentais e científicas, e estamos muito satisfeitos com esta solução que foi recentemente aprovada pela comunidade científica de Euclides”, disse Roberto Scaramella, do Instituto Nacional de Astrofísica. Itália, Euclid Survey Scientist e líder do Euclid Consortium Survey Group.
A seleção dos campos foi apresentada no dia 4 de junho, durante a reunião anual do Consórcio Euclides, liderado por Yannick Mellier, do Instituto de Astrofísica, em Paris, França, e compreende 1.500 cientistas de toda a Europa, Estados Unidos e Canadá.
Um dos três campos, o Euclid Deep Field North, com uma área de 10 graus quadrados, está localizado muito perto do pólo eclíptico do norte, na constelação de Draco, o dragão. A proximidade do polo eclíptico garante cobertura máxima ao longo do ano; a posição exata foi escolhida para obter a máxima sobreposição com um dos campos profundos pesquisados ??pelo laborioso infravermelho da NASA, o Telescópio Espacial Spitzer.
Os outros dois campos estão localizados no céu do sul. O desafio consistia em selecionar uma região o mais próxima possível do Pólo Eclíptico Sul, que forneceria a melhor cobertura, enquanto ao mesmo tempo evitaria fontes brilhantes naquela área, que abriga a Grande Nuvem de Magalhães, um dos vizinhos galácticos da região. nossa Via Láctea.
O Campo Profundo de Euclides Fornax, também abrangendo 10 graus quadrados, está localizado na constelação do sul de Fornax, a fornalha. Ela abrange o muito menor Chandra Deep Field South, uma região do céu de 0,11 graus quadrados que foi extensivamente pesquisada nas últimas décadas com os observatórios de raios X Chandra e ESA da XMM-Newton da NASA, bem como o NASA / ESA Hubble Telescópio Espacial e grandes telescópios terrestres.
O terceiro e maior dos campos é o Sul do Campo Profundo de Euclides, cobrindo 20 graus quadrados na constelação do sul de Horologium, o relógio de pêndulo. Este foi o mais complexo dos três a serem selecionados por várias razões técnicas, levando em conta também as capacidades de futuros telescópios de campo amplo baseados em terra, como o Telescópio de Levantamento Sinóptico Grande. Este campo não foi coberto até hoje por nenhuma pesquisa de céu profundo e, portanto, tem um enorme potencial para novas e excitantes descobertas.
“Estamos convencidos de que os Campos Profundos de Euclides se tornarão um alvo preferido nos próximos anos para observações de vários comprimentos de onda em muitos telescópios terrestres e espaciais, e esperamos que se tornem tão úteis e renomados quanto outros campos profundos pesquisados ??no passado”. acrescenta Scaramella.
Ao contrário das cerca de 30.000 observações de visita única que são necessárias para cobrir o amplo inquérito Euclid, cada uma tendo como alvo um campo ligeiramente afastado do outro e com uma sobreposição mínima, o satélite pagará várias visitas aos Campos Profundos de Euclides. Cada campo profundo de campo é observado pelo menos 40 vezes para descobrir fontes até duas magnitudes mais fracas do que na ampla pesquisa.
A pesquisa profunda de Euclides tem uma dupla função: enquanto, por um lado, fornece um conjunto de dados precisos para validar a análise cosmológica principal baseada na ampla pesquisa, por outro, retornando às mesmas porções do céu várias vezes também é essencial para fins de monitoramento e calibração de estabilidade durante o curso da missão.
Os três campos profundos fornecem uma janela para examinar grandes quantidades de galáxias, remontando à época em que as primeiras estrelas e galáxias se formaram, o que ocorreu no primeiro bilhão de anos da história do Universo. Devido à expansão cósmica, a luz emitida por essas galáxias é deslocada para o infravermelho, então elas são melhor detectadas em comprimentos de onda infravermelhos, que são mal acessíveis do solo devido à atmosfera da Terra. A obtenção de dados comparáveis ??ao levantamento profundo de Euclides a partir do solo exigiria várias dezenas de anos de tempo de observação contínua das melhores instalações de infravermelho próximo.
Juntos, a área cumulativa relativamente grande de 40 graus quadrados, a profundidade da pesquisa e as capacidades espectroscópicas e de imagem de Euclides no infravermelho maximizam as chances de descobertas da pesquisa profunda. A pesquisa detectará várias centenas de milhares de galáxias por grau quadrado; no caso das fontes mais distantes (com redshift maior que seis, correspondendo a épocas cósmicas quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos), as estimativas da taxa de detecção variam entre algumas dezenas e no máximo algumas centenas de fontes por quadrado grau, com a incerteza sendo tão alta devido à fraca estatística dos dados observacionais existentes. Isso vai mudar com o Euclid, que pode pesquisar uma área deste tamanho em um tempo muito mais curto do que seria necessário pelo Hubble ou mesmo pelo futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA / ESA / CSA.
Detecções da pesquisa profunda de Euclides são alvos interessantes para observações de acompanhamento com futuras instalações, como o Telescópio Espacial James Webb, programado para o lançamento em 2021, do Telescópio Extremamente Grande (ELT) do Observatório Europeu do Sul (ESO) que está sendo construído em Chile, e os radiotelescópios da próxima geração, como o Square Kilometre Array (SKA), que será instalado na África do Sul e na Austrália na década de 2020. A observação repetida dos campos profundos de Euclides também permitirá a descoberta e análise de fontes cujo brilho e propriedades variam no tempo.
Actualmente, existem programas em curso para observar partes do Euclid Deep Fields com o Spitzer e vários telescópios terrestres: Keck, Subaru, o Gran Telescopio Canarias (GTC) e o Very Large Telescope (VLT) do ESO. A pesquisa profunda de Euclides permitirá uma infinidade de investigações empolgantes e inesperadas, especialmente ao combinar os dados com pesquisas independentes dos mesmos campos a serem realizados usando outros observatórios de última geração que estarão disponíveis no futuro próximo. Entre eles, o telescópio de raios X eROSITA liderado pela Alemanha, que será lançado no final deste mês, eo Telescópio de Levantamento Sinóptico Grande, atualmente em construção no Chile, e o futuro observatório espacial de infravermelho da NASA, o SPHEREx.
“A seleção do Euclid Deep Fields é um momento importante para a missão, antecipando muitas descobertas”, comentou René Laureijs, Cientista do Projeto Euclid na ESA.
“Se olharmos para esses trechos do céu a olho nu, eles parecerão muito aborrecidos porque estão literalmente vazios, desprovidos de fontes de luz próximas, e estamos ansiosos para ver o que Euclides irá revelar quando colocar os olhos sobre esses janelas escuras em nosso passado cósmico “.
Publicado em 13/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-dark-fields-euclid-deep-survey.html
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