To najlepsze zdjęcie Drogi Mlecznej, jakie kiedykolwiek powstało. Widać na nim miliony gwiazd

Przez jeden dzień kosmiczny detektyw ciemnego Wszechświata, Euclid, skierował swoje spojrzenie ku światłu: niezwykle jasnemu wewnętrznemu obszarowi Drogi Mlecznej, znanemu jako zgrubienie centralne galaktyki. Ta specjalna obserwacja została zlecona przez astronomów, którzy chcieli wykorzystać to, w czym Euclid jest najlepszy – rejestrowanie ogromnych obszarów nieba z wyjątkową szczegółowością.

Choć teleskop został zaprojektowany do obserwacji miliardów odległych galaktyk, jego kamera światła widzialnego jest na tyle czuła, że potrafi rozróżnić pojedyncze gwiazdy w niezwykle zatłoczonym centrum naszej galaktyki, nie ulegając oślepieniu przez ich blask. Ta rzadka zdolność jest kluczowa dla celu naukowców: badania planet krążących wokół innych gwiazd za pomocą techniki zwanej mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Zanim jednak do niej przejdziemy, przyjrzyjmy się bliżej samemu zdjęciu.

Jak powstało wyjątkowe zdjęcie?

23 marca 2025 roku Euclid wykonał tę ogromną fotografię w ciągu zaledwie około 26 godzin. Jest to mozaika dziewięciu osobnych obserwacji wykonanych kamerą światła widzialnego, z których każda obejmowała fragment nieba większy od tarczy pełnego Księżyca.

Dla porównania, ostrość i czułość Euclida w świetle widzialnym są porównywalne z szerokokątną kamerą teleskopu Hubble Space Telescope. Jednak pojedyncze pole widzenia Euclida, rejestrowane w ciągu kilku godzin, obejmuje obszar aż 270 razy większy niż pole widzenia Hubble’a. Aby uzyskać taką samą mozaikę, obserwatorium W. M. Keck Observatory potrzebowałoby około 2000 godzin obserwacji. Euclid działa szybciej i potrafi uchwycić szczegóły słabszych gwiazd, które mogłyby zostać przeoczone podczas obserwacji z powierzchni Ziemi. Ta pojedyncza mozaika obejmuje również cały obszar, który przyszły teleskop kosmiczny Nancy Grace Roman Space Telescope będzie monitorował w poszukiwaniu planet.

Na zdjęciu Euclid zarejestrował ponad 60 milionów gwiazd, a także mgławice i gromady gwiazd. Ten zatłoczony region naszej galaktyki jest idealnym miejscem do poszukiwania egzoplanet metodą mikrosoczewkowania.

Odkrywanie egzoplanet dzięki mikrosoczewkowaniu grawitacyjnemu

Mikrosoczewkowanie jest szczególną formą soczewkowania grawitacyjnego. Podczas gdy Euclid wykorzystuje soczewkowanie głównie do badania masywnych odległych obiektów, takich jak gromady galaktyk, nowe zdjęcie centrum Drogi Mlecznej pozwala naukowcom badać soczewki w najmniejszej skali – tworzone przez gwiazdy i egzoplanety w naszej własnej galaktyce.

Mikrosoczewkowanie opiera się na przypadkowym ustawieniu dwóch gwiazd względem obserwatora. Gdy jedna gwiazda przechodzi przed drugą, bliższa działa jak kosmiczne szkło powiększające, zakrzywiając i wzmacniając światło gwiazdy znajdującej się dalej. Jeśli wokół bliższej gwiazdy krąży planeta, jej grawitacja również zakrzywia światło, powodując niewielkie dodatkowe zaburzenia. To właśnie ta subtelna zmiana jasności zdradza obecność planety.

– Aby zaobserwować mikrosoczewkowanie, trzeba obserwować obszary nieba bardzo bogate w gwiazdy, takie jak okolice centrum naszej galaktyki – wyjaśnia Jean-Philippe Beaulieu z Instytutu Astrofizyki w Paryżu oraz Uniwersytetu Tasmańskiego. Był on inicjatorem przeglądu zgrubienia centralnego Drogi Mlecznej przez Euclida i współkierował grupą roboczą ds. egzoplanet w Konsorcjum Euclida.

– W ciągu ostatnich dwudziestu lat tą metodą odkryto niemal 300 egzoplanet, wszystkie za pomocą teleskopów naziemnych i wszystkie w kierunku centrum naszej galaktyki. Zdjęcie Euclida obejmuje 51 znanych układów planetarnych i pomoże badać wiele kolejnych, które zostaną odkryte – dodaje.

Pomiar mas planet za pomocą Euclida

Aby uchwycić zjawisko mikrosoczewkowania, teleskop musi obserwować gwiazdę przez ponad dwadzieścia dni. Jest to konieczne, by dostrzec zmiany w zakrzywionym świetle, gdy planeta krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej. Podczas jednodniowej obserwacji Euclida nie można więc odkryć nowych takich zdarzeń. Wyjątkowość tego zdjęcia polega jednak na tym, że pozwala ono określać masy planet już znanych oraz tych, które zostaną odkryte w przyszłości.

– W ciągu 24 godzin Euclid uchwycił już gwiazdy biorące udział we wszystkich przyszłych zjawiskach mikrosoczewkowania, które wykryje teleskop Roman, zanim jednak gwiazdy i planety ustawią się względem siebie – mówi Natalia Rektsini z Instytutu Astrofizyki w Paryżu, która kierowała udostępnieniem danych z przeglądu zgrubienia centralnego społeczności naukowej.

– Oznacza to, że każdy, kto wykryje takie zdarzenie w tym samym regionie, na przykład przy użyciu teleskopu Roman, będzie mógł wykorzystać dane Euclida jako punkt odniesienia z przeszłości i sprawdzić, jak wyglądały gwiazdy przed ich nałożeniem się na siebie – wyjaśnia Rektsini. Dodała, że te dane można wykorzystać do potwierdzenia istnienia planety oraz określenia jej masy.

Lodowe planety i nie tylko

Większość metod poszukiwania planet łatwiej wykrywa duże, gorące planety krążące wokół masywnych gwiazd. W przypadku mikrosoczewkowania sytuacja wygląda inaczej.

– Ta technika nie jest stronnicza – odkrywamy wszystko, co tam istnieje. Jest wyjątkowo skuteczna w odkrywaniu zimnych egzoplanet. Spodziewamy się, że każda gwiazda w Drodze Mlecznej posiada przynajmniej jedną taką planetę”– mówi Rektsini.

Gwiazdy macierzyste dwóch znanych zimnych egzoplanet pojawiają się w danych Euclida i obie są szczególnie interesujące dla zespołu. – Kierowałem zespołem, który 20 lat temu odkrył planetę OGLE-2005-BLG-390Lb. To lodowy świat, trochę przypominający Hoth z Star Wars. Po tylu latach cieszę się, że Euclid może wreszcie umożliwić dokładny pomiar jej masy – mówi Jean-Philippe.

Valeria Pettorino, naukowa kierowniczka projektu Euclid w ESA, uważa, że uzyskany rezultat pokazuje, co może osiągnąć stosunkowo niewielki, wyspecjalizowany zespół działający w ramach dużej międzynarodowej misji.

Źródło: ESA

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.