Телескоп "Евклид" приступил к исследованию темной Вселенной

Вчера, 14 февраля 2024 года, космический телескоп ЕКА "Евклид" начал исследование темной Вселенной. После запуска 1 июля 2023 года и нескольких месяцев испытаний, а также после необходимой переделки миссии из-за некоторых проблем, "Евклид" начинает свое 6-летнее исследование. За это время он пронаблюдает миллиарды галактик за 10 миллиардов лет истории космоса.

Евклид — это самый сложный телескоп, построенный в Европе, и один из самых амбициозных научных проектов, задуманных до сих пор в области астрофизики.

Основная цель миссии — изучить те 95% Вселенной, которые до сих пор неизвестны нам и состоят из форм материи и энергии, которые мы до сих пор не понимаем: темной материи и темной энергии.

Евклид будет наблюдать 50 000 галактик одновременно

Одной из главных особенностей "Евклида" является его способность наблюдать за большим участком неба одновременно. Для этого он будет работать в режиме пошаговых наблюдений: он будет смотреть на один участок неба около 70 минут, получая изображения и спектры, а через 4 минуты перейдет к следующему участку неба. В течение 6-летней миссии "Евклид" выполнит эту операцию более 40 000 раз.

Это позволит телескопу составить карту более чем трети неба. А благодаря очень высокой чувствительности его инструментов, он сможет охватить одним наведением поистине огромное количество галактик, измерив для каждой из них и более детально, чем когда-либо прежде, форму за миллиарды лет космической истории, чтобы дать трехмерное представление о распределении темной материи в нашей Вселенной.

"Чтобы изучить индивидуальные искажения галактик темной материей, нам нужно наблюдать не менее 1,5 миллиарда галактик", — объясняет Роберто Скарамелла, научный сотрудник Euclid Survey в INAF и руководитель группы Consortium Survey Group. "За один снимок "Евклид" будет наблюдать форму около 50 000 галактик с необходимой точностью за один раз".

А проблемы?

После получения первых тестовых изображений Евклида в конце июля 2022 года команда миссии обнаружила некоторые нежелательные артефакты на снимках, полученных с помощью прибора VISible (VIS). Проблема заключалась в том, что небольшое количество нежелательного солнечного света попадало на прибор под определенными углами, даже если солнцезащитный экран "Евклида" был направлен в сторону Солнца.

Согласно первоначальному плану миссии, "Евклид" должен был держать этот экран обращенным к Солнцу. Однако чтобы лишний свет исчез, "Евклиду" пришлось бы вести наблюдения в другую ориентацию по отношению к Солнцу. Это означало, что первоначальный проект больше не работает: миссию пришлось переделывать.

"Мы должны были быстро разработать новую стратегию, внедрить ее и протестировать", — объяснил Жоан Динис из Лиссабонского университета (Португалия), который вместе с Исмаэлем Терено отвечал за перепроектирование.

Чтобы свести к минимуму влияние рассеянного солнечного света, Евклиду пришлось вести наблюдение под более узким углом поворота, чтобы солнцезащитный экран не был обращен прямо к солнцу, а имел небольшой, но весьма ощутимый наклон в одну сторону. При таком новом расположении части неба были недоступны ни из одной точки на орбите вокруг L2.

Решение

Большая часть наблюдений миссии в течение следующих шести лет будет посвящена "широкому" обзору, охватывающему более трети неба. Этот обзор, "Широкий обзор", будет дополнен более детальным обзором, "Глубоким обзором", который займет около 10 процентов от общего времени наблюдений.

Поэтому при перепроектировании миссии необходимо было не только учесть, как вписать эти амбициозные замыслы в наблюдательное время, отведенное на науку, но и:

• Время, отведенное на рутинные калибровочные наблюдения.
• Время, необходимое для поворота с одной наблюдательной позиции на другую.
• Новая ориентация "Евклида", необходимая для того, чтобы избежать попадания рассеянного света на прибор VIS.

В связи с этим ученые искали приемлемое решение в очень сжатые сроки, чтобы уложиться в номинальную шестилетнюю продолжительность миссии и успеть завершить оба запланированных на нее обзора.

Их решение подразумевает необходимость большего количества перекрытий между соседними наблюдениями: таким образом, обзор Евклида немного менее эффективен. Однако это позволяет охватить все необходимые области неба, а общие потери в зоне наблюдения сведены к минимуму.

Благодаря этой переделке "Евклид" уже официально начал свою научную деятельность. Ожидается, что в течение следующих 14 дней телескоп будет наблюдать за областью площадью 130 квадратных градусов, что более чем в 500 раз превышает площадь полной Луны, в направлении созвездий Резец и Живописец в Южном полушарии.

В предстоящем году "Евклид" охватит около 15 процентов своего космического обзора. Данные за первый год будут предоставлены сообществу летом 2026 года. На весну 2025 года запланирован выпуск меньшего объема данных, полученных в ходе наблюдений за глубокими полями.