Materia oscura, Euclid chiama il pubblico: via alla caccia online

C’è una nuova chiamata internazionale che parte dalla ricerca spaziale europea e punta direttamente ai citizen scientist di tutto il mondo: aiutare gli astronomi a individuare lenti gravitazionali forti per capire meglio che cosa compone davvero l’Universo. Il progetto si chiama Space Warps, è promosso dal Consorzio Euclid che lavora sui dati del telescopio spaziale Euclid dell’Agenzia Spaziale Europea, e consente a chiunque di partecipare attraverso la piattaforma online Zooniverse.

Una selezione di 300 mila immagini per cercare nuove lenti gravitazionali

Il cuore dell’iniziativa è l’analisi di circa 300 mila immagini già preselezionate da algoritmi di intelligenza artificiale a partire da un archivio immenso di 72 milioni di galassie, destinate a entrare nella futura Data Release 1 della missione Euclid. Gli studiosi ritengono che in questo materiale possano nascondersi oltre 10 mila lenti gravitazionali mai osservate prima, un numero che darebbe una spinta notevole agli studi su materia oscura ed energia oscura.

La partecipazione pubblica, in questo contesto, non ha un ruolo accessorio. L’enorme quantità di dati prodotta dal telescopio rende prezioso anche il contributo di osservatori non professionisti, chiamati a riconoscere forme particolari nelle immagini, come archi luminosi, immagini multiple o anelli completi generati dalla curvatura della luce. È proprio da questi segni che i ricercatori possono identificare una lente gravitazionale forte.

Il contributo dell’Università di Bologna e il ruolo di Giulia Despali

Tra le voci scientifiche coinvolte nel progetto c’è Giulia Despali, ricercatrice del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna. “Grazie alla quantità di immagini senza precedenti del telescopio Euclid, abbiamo già individuato centinaia di nuove lenti gravitazionali, più di quante se ne conoscessero in precedenza, e ora sarà possibile individuarne decine di migliaia”, spiega la studiosa. “Questi oggetti ci danno uno strumento chiave per comprendere le componenti ancora sconosciute dell’universo, ovvero la materia oscura e l’energia oscura”.

Il lavoro dell’ateneo bolognese non è marginale. L’Università di Bologna, attraverso il Dipartimento di Fisica e Astronomia, figura infatti tra i soggetti che hanno ideato e fondato il percorso scientifico poi confluito nella missione Euclid. Le radici di questa storia risalgono al 2007, quando un gruppo internazionale guidato dal professor Cimatti presentò il progetto SPACE, acronimo di Spectroscopic All-sky Cosmic Explorer, nell’ambito del programma spaziale Cosmic Vision 2015-2025 dell’ESA.

Che cosa sono le lenti gravitazionali e perché servono a studiare l’Universo

Le lenti gravitazionali sono tra i fenomeni più affascinanti dell’astrofisica moderna. Si formano quando un oggetto molto massiccio, come una galassia o un ammasso di galassie, deforma lo spaziotempo al punto da piegare la luce proveniente da un oggetto più distante collocato alle sue spalle. La galassia in primo piano, di fatto, agisce come una lente cosmica: la luce del corpo sullo sfondo cambia traiettoria e può apparire sotto forma di immagini multiple, archi luminosi o del cosiddetto anello di Einstein.

Questi effetti visivi hanno un valore scientifico enorme. Le lenti gravitazionali forti consentono infatti di misurare la distribuzione della massa nelle galassie e negli ammassi, offrendo così indicazioni sulla presenza e sulla struttura della materia oscura. Allo stesso tempo, osservare come questi fenomeni si distribuiscono lungo la storia cosmica permette agli astronomi di ricostruire l’espansione dell’Universo e di approfondire la natura della sua accelerazione, collegata alla presenza dell’energia oscura.

Euclid e l’apporto dei giovani ricercatori

Il telescopio Euclid sta cambiando profondamente questo ambito di ricerca grazie alla capacità di fornire immagini estremamente sensibili su ampie porzioni di cielo, con un livello di dettaglio che finora non era disponibile. Già nel marzo dello scorso anno, in appena lo 0,04% dei dati raccolti, erano state identificate 500 lenti gravitazionali forti, per la maggior parte mai viste prima.

All’interno del progetto Space Warps, un ruolo rilevante è svolto anche da giovani studiosi e dottorandi di diverse istituzioni europee, impegnati nello sviluppo degli algoritmi di intelligenza artificiale utilizzati per la selezione iniziale delle immagini. “Il progetto vede molti giovani ricercatori in ruoli fondamentali”, osserva ancora Despali, sottolineando come questa iniziativa rappresenti un esempio concreto di collaborazione tra ricerca accademica e partecipazione pubblica. La sfida, ora, è trasformare quell’enorme massa di dati in nuove scoperte, coinvolgendo direttamente anche chi, pur non lavorando in un osservatorio o in un dipartimento universitario, può offrire un contributo utile alla comprensione del cosmo.