SpaceX пусна телескопа Euclid за изследване на тъмната вселена

В 11:12 сутринта в събота космическият кораб „Евклид“ излетя в космоса с мисията си да начертае историята на Вселената преди 10 милиарда години.

Космическият телескоп, построен от Европейската космическа агенция, ще използва своите инструменти, за да запише повече от една трета от небето извън галактиката през следващите шест години, създавайки най-точната 3D карта на Вселената досега.

Изследователите планират да използват картата на Евклид, за да изследват как тъмната материя и тъмната енергия – мистериозните неща, които съставляват 95 процента от нашата вселена – са повлияли на това, което виждаме, когато гледаме през пространството и времето.

„Евклид идва в наистина вълнуващо време в историята на космологията“, каза Джейсън Роудс, физик в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, който ръководи научния екип на Евклид в САЩ. „Навлизаме във време, когато Евклид ще бъде страхотен в отговорите на въпроси, които тепърва започват. И съм сигурен, че Евклид ще бъде страхотен в отговорите на въпроси, за които дори не сме си и помисляли.“

Космическият кораб излетя от Кейп Канаверал, Флорида, с ракета SpaceX Falcon 9. Времето беше почти идеално за пътуването. Евклид, все още прикрепен към втората степен на ракетата, се отдели от ускорителя три минути след изстрелването, под бурни аплодисменти. Той навлезе в стабилна околоземна орбита около девет минути след началото на полета. Около 40 минути по-късно телескопът се отдели от втората степен и започна своето пътуване от милиони мили до точката в космоса, където ще започне научният полет на мисията.

„Невероятно“, каза Гуадалупе Канас Ерера, теоретичен космолог от мисията Евклид, когато беше попитан за изстрелването във видео потока на Европейската космическа агенция. „Много съм емоционален, но и много благодарен за всичко, което е направено досега, за да можем да пуснем телескоп в космоса.“

Европейската астрофизическа мисия нямаше друг избор, освен да прелети Америка. Европейската космическа агенция планира да изстреля космическия кораб на всеки от тях Руска ракета „Союз“. Или новата ракета Ariane 6 в Европа. Но поради прекъсването на европейско-руските космически отношения след нахлуването в Украйна и забавянето на Ariane 6, Европейската космическа агенция Преместих някои изстрелвания в SpaceXвключително Евклид.

Космическият кораб няма да бъде сам, който гледа в хладилния склад на нашата вселена. Но за разлика от космическите телескопи Хъбъл и Джеймс Уеб, които се фокусират дълбоко върху една част от небето в даден момент, учените ще използват Евклид, за да покрият големи участъци от небето извън галактиката наведнъж. В три от регионите, които е записал, Евклид ще се върне още по-назад, за да изобрази структурата на Вселената около милиард години след Големия взрив.

Една от целите на космическия телескоп е тъмната материя, невидимото лепило на Вселената, което не излъчва, абсорбира или отразява светлина. Тъмната материя досега е избягвала директно откриване, въпреки усилията на физиците, но те знаят, че тя съществува поради гравитационното й влияние върху начина, по който се движат галактиките.

От друга страна, тъмната енергия е още по-мистериозна сила, която раздалечава галактиките – толкова много, че нашата вселена се разширява с ускоряваща скорост.

Картите на Евклид на Вселената ще разкрият как тъмната материя се разпределя в пространство-времето въз основа на това как светлината от галактиките зад нея е изкривена, ефект, известен като слаби гравитационни лещи. (Това е различно от силните гравитационни лещи, по-драматичните изкривявания от галактически купове, които създават дъги, пръстени или дори множество изображения от един източник.)

Тези измервания допринасят за по-преки усилия да се открие какво всъщност е тъмната материя.

„Търсим едно и също нещо от различни ъгли“, каза Клара Нелист, физик на частиците в CERN в Европа, която не е част от мисията Euclid. Изследователите разглеждат наземни експерименти за признаци на частици от тъмна материя, които се сблъскват с техните детектори. „Всяка информация, която събираме за това как е разпределена в нашата вселена, ни помага да я търсим в нашите сблъсъци по по-фокусиран начин“, каза д-р Нелист.

С Евклид учените се надяват да могат да проверят дали общата теория на относителността на Алберт Айнщайн работи по различен начин в космически мащаби. Това може да е свързано с естеството на тъмната енергия: дали е статична сила във Вселената или динамична сила, чиито свойства варират във времето.

„Ако открием, че това не е константа, а нещо, което се променя с времето, това ще бъде революционно“, каза Ксавие Дюпак, космолог от ESA в мисията „Евклид“, „защото ще преобърне това, което се знае за фундаменталната физика.“ Подобно откритие може да хвърли светлина върху крайната съдба на това, което изглежда е нашата непрекъснато разширяваща се вселена.

Euclid е домакин на визуализатор, състоящ се от 600-мегапикселова камера, която може да изобрази област с ширина до две пълни луни наведнъж. С този инструмент учените ще могат да видят как формите на галактиките се изкривяват от тъмната материя пред тях.

Освен това има спектрометър и фотометър в близката инфрачервена област, които ще се използват за записване на галактики при невидими дължини на вълните, както и за измерване на тяхното червено отместване, което е ефектът от разтягане на дължината на вълната в светлината от далечната вселена, което е резултат от разширяването на Вселената. Когато се използва с набор от шлифовани инструменти – вкл Субару И Канада, Франция и Хавай Телескопи в обсерваторията Мауна Кеа и евентуално обсерваторията Вера К. Рубен в Чили – учените ще могат да преобразуват червеното отместване в измервания на разстоянието от Земята.

Въпреки че Euclid беше изстрелян успешно, сега той прави пътуване от почти милион мили от Земята в орбита около това, което е известно като втора точка на Лагранж, или L2 – място в Слънчевата система, където гравитацията на Земята и Слънцето се компенсират. Обърнат директно от слънцето, този сайт стратегически поставя Евклид на място, за да прави широки изследвания на небето, без Земята или Луната да закриват гледката му. Космическият телескоп Джеймс Уеб обикаля L2 по същата причина.

Ще отнеме около месец на космическия кораб да достигне L2 и още три месеца, за да тества работата на инструментите на Евклид, преди да започне да изпраща данни обратно на Земята, за да ги анализират учените. Тези данни ще бъдат публикувани на обществеността през 2025, 2027 и 2030 г.

в брифинг за новини предварително Миналата седмица Яник Милие, астроном от Астрофизичния институт в Париж, каза, че в допълнение към основните си научни цели Евклид ще създаде уникално изследване на небето на 12 милиарда галактики с качество на изображението, съпоставимо с това на Хъбъл.

Това ще бъде „златна мина за всички области на астрономията в продължение на много десетилетия“, каза д-р Милиер.