SpaceX запускает телескоп Euclid для изучения темной Вселенной

В 11:12 утра в субботу космический корабль Евклид отправился в космос с миссией составить карту истории нашей Вселенной еще 10 миллиардов лет назад.

Космический телескоп, построенный Европейским космическим агентством, будет использовать свои инструменты для записи более трети внегалактического неба в течение следующих шести лет, создавая самую точную на сегодняшний день трехмерную карту космоса.

Исследователи планируют использовать карту Евклида, чтобы изучить, как темная материя и темная энергия — загадочные вещества, составляющие 95 процентов нашей Вселенной, — повлияли на то, что мы видим, когда смотрим сквозь пространство и время.

«Евклид появился в действительно интересное время в истории космологии», — сказал Джейсон Родс, физик из Лаборатории реактивного движения НАСА, который возглавляет научную группу Евклида в США. «Мы вступаем в то время, когда Евклид будет отлично отвечать на вопросы, которые только сейчас возникают. И я уверен, что Euclid отлично ответит на вопросы, о которых мы даже не думали».

Космический корабль стартовал с мыса Канаверал, штат Флорида, на ракете SpaceX Falcon 9. Погода была почти идеальной для полета. Евклид, все еще прикрепленный ко второй ступени ракеты, отделился от ракеты-носителя через три минуты после запуска под аплодисменты. Он вышел на стабильную орбиту вокруг Земли почти через девять минут после полета. Примерно через 40 минут телескоп отделился от второй ступени и начал путешествие в миллион миль к точке в космосе, где должно было начаться научное путешествие миссии.

«Невероятно», — сказала Гваделупе Каньяс Эррера, космолог-теоретик из миссии «Евклид», когда ее спросили о запуске в видеопотоке ЕКА. «Я очень эмоционален, но также чрезвычайно благодарен за все, что было сделано до сих пор, чтобы у нас действительно был телескоп в космосе».

У европейской астрофизической миссии не было иного выбора, кроме как полететь на американском. ЕКА планировало запустить космический корабль либо на российская ракета Союз или новая европейская ракета Ariane 6. Но из-за разрыв европейско-российских космических отношений после вторжения в Украину и задержек с Ариан-6, ЕКА перенесли некоторые запуски на SpaceXвключая Евклида.

Космический корабль не будет единственным, кто заглянет в холодное хранилище нашей вселенной. Но в отличие от Хаббл и Джеймс Уэбб Космические телескопы, которые фокусируются глубоко на одной части неба за раз, ученые будут использовать Euclid для одновременного охвата широких полос внегалактического неба. В трех из зарегистрированных областей Евклид продвинется еще дальше, отображая структуру Вселенной примерно через миллиард лет после Большого взрыва.

Одной из целей космического телескопа является темная материя, невидимый клей космоса, который не излучает, не поглощает и не отражает свет. Темная материя имеет до сих пор избегал прямого обнаружениянесмотря на все усилия физиков, но они знают, что он существует из-за его гравитационного влияния на движение галактик.

С другой стороны, темная энергия — гораздо более загадочная сила, которая раздвигает галактики настолько, что наша Вселенная расширяется с ускорением.

Карты космоса, составленные Евклидом, покажут, как темная материя распределяется в пространстве-времени на основе того, как она искажает свет от находящихся за ней галактик — эффект, известный как слабое гравитационное линзирование. (Это отличается от сильного гравитационного линзирования, более резкого искривления галактических скоплений, которое создает дуги, кольца или даже множественные изображения одного источника.)

Эти измерения способствуют более прямым попыткам выяснить, что на самом деле представляет собой темная материя.

«Мы ищем одно и то же под разными углами», — сказала Клара Неллист, физик частиц из ЦЕРН в Европе, которая не участвует в миссии Евклида. Исследователи наземных экспериментов ищут признаки столкновения частиц темной материи с их детекторами. «Любая информация, которую мы собираем о том, как она распределяется в нашей Вселенной, помогает нам более целенаправленно искать ее в наших столкновениях», — сказал доктор Неллист.

С помощью Евклида ученые надеются проверить, работает ли общая теория относительности Альберта Эйнштейна по-другому в космологических масштабах. Это может быть связано с природой темной энергии: является ли она постоянной силой во Вселенной или динамической силой, свойства которой меняются со временем.

«Если мы обнаружим, что это не константа, а что-то, что меняется во времени, то это будет революционно», — сказал Ксавье Дюпак, космолог ЕКА из миссии «Евклид», потому что это перевернет все, что известно о фундаментальной физике. Такое открытие может даже пролить свет на окончательную судьбу того, что кажется нашей постоянно расширяющейся Вселенной.

В Euclid установлен датчик видимого изображения, состоящий из 600-мегапиксельной камеры, которая может одновременно фотографировать область неба шириной в две полные луны. С помощью этого инструмента ученые смогут понять, как формы галактик искажаются темной материей перед ними.

Он также имеет ближний инфракрасный спектрометр и фотометр, которые будут использоваться как для записи галактик в невидимом диапазоне длин волн, так и для измерения их красного смещения — эффекта растяжения длины волны в свете, прибывающем из далекого космоса в результате расширения Вселенной. При использовании в сочетании с набором наземных инструментов, включая Субару и Канада-Франция-Гавайи Телескопы в обсерватории Мауна-Кеа и, наконец, Обсерватория Веры К. Рубин в Чили — ученые смогут преобразовать красное смещение в измерения расстояния от Земли.

Несмотря на успешный запуск Euclid, теперь он отправляется в путешествие на расстояние почти в миллион миль от Земли на орбиту вокруг так называемой второй точки Лагранжа, или L2 — места в Солнечной системе, где гравитационные притяжения Земли и Солнца уравновешиваются. Находясь лицом прямо к солнцу, это место также стратегически размещает Евклида в месте, позволяющем проводить широкие обзоры неба без Земли или Луны, блокирующих его обзор. Космический телескоп Джеймса Уэбба вращается вокруг L2 по той же причине.

Космическому кораблю потребуется около месяца, чтобы добраться до L2, и еще три месяца, чтобы проверить работу инструментов Евклида, прежде чем он начнет отправлять данные обратно на Землю для анализа учеными. Эти данные будут опубликованы в 2025, 2027 и 2030 годах.

В предстартовый информационный брифинг На прошлой неделе Янник Мелье, астроном из Института астрофизики в Париже, заявил, что помимо своих основных научных целей Евклид создаст уникальный обзор неба из 12 миллиардов галактик с качеством изображения, конкурирующим с Хабблом.

Это будет «золотая жила для всех областей астрономии на несколько десятилетий», — сказал доктор Мелье.