Космическая миссия Евклид: что, как и где он наблюдал
Космическая миссия ЕКА "Евклид" полностью посвящена изучению темной Вселенной, то есть той части Вселенной, которая состоит из темной материи и темной энергии, составляющих около 95 процентов от общего объема. Другими словами, "Евклид" позволит нам "пролить свет" на все, что мы еще не знаем о реальности, которая нас окружает, проходит через нас и к которой мы принадлежим.
Считается, что темная энергия ответственна за ускорение расширения Вселенной. Темная материя - это материя, отличная от обычной (или барионной) материи, из которой мы состоим и которую мы уже знаем. Она невидима для нас и не может быть обнаружена напрямую, но она влияет на формирование космических структур, таких как галактики и скопления галактик.
Благодаря своим характеристикам и способу создания, эта космическая миссия должна помочь нам лучше понять природу темной энергии, определив, изменяется ли ее плотность или сила с течением времени. Она также должна дать ключ к разгадке природы самой темной материи, показав, как она объединяется в космические структуры и взаимодействует с обычной материей.
"Евклид" также внесет вклад в понимание формирования галактик и их эволюции в течение космического времени, от ранней Вселенной до наших дней.
Аппаратура "Евклида"
Для исследования темной Вселенной миссия Евклид оснащена инфракрасным и оптическим телескопом, что позволит проводить широкий спектр наблюдений. Оптическая конструкция телескопа представляет собой трехзеркальную конструкцию, диаметр основного зеркала составляет около 1,2 метра.
Конструкция разработана таким образом, чтобы обеспечить максимальную термическую и механическую стабильность во время наблюдений. Кроме того, "Евклид" будет иметь широкое поле зрения, что позволит ему охватить большую область неба во время наблюдений. Это позволит получить статистически значимую выборку галактик и крупномасштабных космических структур.
Эвклид оснащен двумя основными научными инструментами:
- VISible imager (VIS), предназначенный для получения изображений в видимом диапазоне. Он сможет делать фотографии большого участка неба с высоким разрешением, раскрывая распределение галактик и предоставляя информацию об их форме, размере и яркости.
- Спектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона (NISP), работающий в ближнем инфракрасном диапазоне. Он будет сосредоточен на анализе спектра галактик, предоставлении информации об их физических свойствах, таких как химический состав, температура и скорость расширения. Эта информация будет фундаментальной для понимания того, как галактики формировались и взаимодействовали во время космической эволюции.
VIS будет охватывать поле зрения около 0,5 квадратных градусов, что позволит ему собирать данные о большом количестве галактик и космических структур на одном изображении. NISP будет иметь немного более узкий обзор, охватывая область неба площадью около 0,3 квадратных градусов. Изображения все равно будут иметь значительный размер для космологических наблюдений. Оба инструмента будут работать в комплексе, чтобы обеспечить полный и детальный обзор Вселенной, наблюдаемой Евклидом.
Два основных исследования
Миссия в основном делится на два больших обзора: Широкий обзор и Глубокий обзор. Первый охватит большую область неба площадью около 15 000 квадратных градусов, а второй сфокусируется на трех меньших, но более глубоко наблюдаемых полях для захвата слабых галактик. В общей сложности эти исследования займут шесть лет (номинальное время миссии).
Широкий обзор "Евклида" будет сосредоточен на большой области неба, представляющей более трети всего небесного свода. Область, выбранная для наблюдений "Евклида", избегает как регионов, близких к Млечному Пути, так и плоскости Солнечной системы. Это связано с тем, что "Евклид" будет использовать далекие галактики в качестве основного объекта исследования, чтобы избежать помех от звезд и пыли Млечного Пути, которые могли бы помешать наблюдениям.
Что касается Deep Survey, то Евклид будет наблюдать за каждым участком неба только один раз в час на площади около 0,57 квадратных градусов. Однако на меньшей площади, равной примерно 53 квадратным градусам, Евклид будет проводить гораздо более длительные наблюдения, в 40-53 раза дольше, чем при Широком обзоре. Для сравнения, хотя 50 квадратных градусов могут показаться небольшими по сравнению с 15 000 квадратных градусов Широкого обзора, они представляют собой примерно ту же площадь, которую космический телескоп Хаббл наблюдал в течение последних 30 лет.
Наблюдательная космология
Одним из основных аспектов науки, который будет развивать "Евклид", является наблюдательная космология. Евклид создаст карту трехмерного распределения галактик в большом масштабе, что позволит ученым изучить крупномасштабную структуру Вселенной. Это поможет лучше понять формирование космических структур, таких как скопления галактик и космические нити, а также проверить космологические модели, включая теорию космической инфляции.
Кроме того, "Евклид" сможет провести одно из самых точных измерений деформации изображений галактик - явления, известного как слабое гравитационное линзирование. Этот эффект, вызванный взаимодействием света с темной материей, позволит составить карту распределения темной материи во Вселенной и получить информацию о ее распределении и физических свойствах.
Влияние наблюдательной космологии, ставшей возможной благодаря "Евклиду", на научные исследования будет значительным. Данные и наблюдения, собранные этой миссией, обеспечат прочную основу для разработки новых космологических моделей и теорий. Точные измерения позволят сузить уже известные нам параметры и уточнить наше понимание Вселенной, которая нас окружает и частью которой мы являемся, включая количество темной энергии, природу темной материи и процессы, которые приводят в движение формирование всех космических структур.