SpaceX a lansat telescopul Euclid pentru a studia universul întunecat

Sâmbătă, la 11:12 a.m., nava spațială Euclid a explodat în spațiu cu misiunea sa de a trasa istoria universului nostru acum 10 miliarde de ani.

Telescopul spațial, construit de Agenția Spațială Europeană, își va folosi instrumentele pentru a înregistra mai mult de o treime din cerul din afara galaxiei în următorii șase ani, creând cea mai precisă hartă 3D a universului de până acum.

Cercetătorii intenționează să folosească harta lui Euclid pentru a explora modul în care materia întunecată și energia întunecată – chestiile misterioase care alcătuiesc 95% din universul nostru – au afectat ceea ce vedem când privim în spațiu și timp.

„Euclid vine într-un moment cu adevărat interesant din istoria cosmologiei”, a spus Jason Rhodes, fizician la Jet Propulsion Laboratory al NASA, care conduce Echipa Euclid Science din SUA. „Intră într-o perioadă în care Euclid va fi grozav să răspundă la întrebări care abia la început. Și sunt sigur că Euclid va fi grozav să răspundă la întrebări la care nici măcar nu ne-am gândit.”

Nava spațială a decolat de la Cape Canaveral, Florida, cu o rachetă SpaceX Falcon 9. Vremea a fost aproape perfectă pentru călătorie. Euclid, încă atașat de cea de-a doua treaptă a rachetei, s-a despărțit de propulsor la trei minute după lansare, în aplauze. A intrat pe o orbită stabilă a Pământului la aproximativ nouă minute de zbor. După aproximativ 40 de minute, telescopul s-a separat de a doua etapă și și-a început călătoria de milioane de mile până în punctul din spațiu unde avea să înceapă zborul științific al misiunii.

„Incredibil”, a spus Guadalupe Canas Herrera, un cosmolog teoretic al misiunii Euclid, când a fost întrebat despre lansarea în fluxul video al Agenției Spațiale Europene. „Sunt foarte emoționat, dar și foarte recunoscător pentru tot ceea ce s-a făcut până acum, astfel încât să putem aduce un telescop în spațiu.”

Misiunea europeană de astrofizică nu a avut de ales decât să zboare în America. Agenția Spațială Europeană a planificat să lanseze nava spațială pe oricare dintre ele Rachetă rusească Soyuz Sau noua rachetă Ariane 6 din Europa. Dar din cauza rupturii relațiilor spațiale euro-ruse după invazia Ucrainei și a întârzierii Ariane 6, Agenția Spațială Europeană Mută ​​unele lansări în SpaceXinclusiv Euclid.

Nava spațială nu va fi singura care se uită în depozitul frigorific al universului nostru. Dar, spre deosebire de telescoapele spațiale Hubble și James Webb, care se concentrează profund pe o parte a cerului la un moment dat, oamenii de știință îl vor folosi pe Euclid pentru a acoperi ramuri mari de cer în afara galaxiei deodată. În trei dintre regiunile pe care le-a înregistrat, Euclid se va întoarce și mai departe, pentru a descrie structura universului la aproximativ un miliard de ani după Big Bang.

Una dintre țintele telescopului spațial este materia întunecată, lipiciul invizibil al universului care nu emite, absoarbe sau reflectă lumina. Până acum, materia întunecată s-a eschivat de la detectarea directă, în ciuda eforturilor fizicienilor, dar ei știu că există datorită influenței sale gravitaționale asupra modului în care se mișcă galaxiile.

Pe de altă parte, energia întunecată este o forță și mai misterioasă care împinge galaxiile în afară – atât de mult încât universul nostru se extinde într-un ritm accelerat.

Hărțile universului lui Euclid vor dezvălui modul în care materia întunecată este distribuită în spațiu-timp pe baza modului în care lumina din galaxiile din spatele ei este distorsionată, un efect cunoscut sub numele de lentilă gravitațională slabă. (Acest lucru este diferit de lentila gravitațională puternică, distorsiunea mai dramatică a grupurilor de galaxii care creează arcuri, inele sau chiar mai multe imagini ale unei singure surse.)

Aceste măsurători contribuie la eforturi mai directe de a afla ce este de fapt materia întunecată.

„Căutăm același lucru din unghiuri diferite”, a spus Clara Nellist, un fizician al particulelor la CERN din Europa, care nu face parte din misiunea Euclid. Cercetătorii se uită la experimente la sol pentru semne de ciocnire a particulelor de materie întunecată cu detectoarele lor. „Orice informații pe care le adunăm despre modul în care este distribuită în universul nostru ne ajută să o căutăm în ciocnirile noastre într-un mod mai concentrat”, a spus dr. Nellist.

Cu Euclid, oamenii de știință speră să poată testa dacă teoria generală a relativității a lui Albert Einstein funcționează diferit la scară cosmică. Acest lucru ar putea fi legat de natura energiei întunecate: dacă este o forță statică în univers sau o forță dinamică ale cărei proprietăți variază în timp.

„Dacă descoperim că aceasta nu este o constantă, ci ceva care se schimbă în timp, va fi revoluționar”, a spus Xavier Dupac, un cosmolog ESA în misiunea Euclid, „pentru că va schimba ceea ce se știe despre fizica fundamentală”. O astfel de descoperire ar putea face lumină asupra destinului final a ceea ce pare a fi universul nostru în continuă expansiune.

Euclid găzduiește un vizualizator constând dintr-o cameră de 600 de megapixeli care poate imaginea o zonă de până la două luni pline simultan. Cu acest instrument, oamenii de știință vor putea vedea cum formele galaxiilor sunt distorsionate de materia întunecată din fața lor.

Are, de asemenea, un spectrometru și un fotometru în infraroșu apropiat, care vor fi folosite pentru a înregistra galaxiile la lungimi de undă invizibile, precum și pentru a măsura deplasarea lor spre roșu, care este efectul lungimii de undă întinderii luminii din universul îndepărtat care rezultă din expansiunea universului. Când este utilizat cu o gamă largă de unelte de sol – incl Subaru Și Canada, Franța și Hawaii Telescoapele de la Observatorul Mauna Kea și, în cele din urmă, de la Observatorul Vera C. Ruben din Chile — oamenii de știință vor putea converti deplasarea spre roșu în măsurători ale distanței față de Pământ.

În timp ce Euclid a fost lansat cu succes, acum face o călătorie de aproape un milion de mile de la Pământ pe orbită în jurul a ceea ce este cunoscut sub numele de al doilea punct Lagrange, sau L2 – un loc din sistemul solar unde gravitația Pământului și a Soarelui se anulează. Orientat direct în direcția soarelui, acest site îl plasează strategic pe Euclid într-un loc pentru a efectua cercetări ample ale cerului fără ca Pământul sau Luna să-i ascundă vederea. Telescopul spațial James Webb orbitează L2 din același motiv.

Va dura aproximativ o lună pentru ca nava spațială să ajungă la L2 și încă trei luni pentru a testa performanța instrumentelor lui Euclid înainte de a începe să trimită date înapoi pe Pământ pentru ca oamenii de știință să le analizeze. Aceste date vor fi făcute publice în 2025, 2027 și 2030.

în briefing de știri în prealabil Săptămâna trecută, Yannick Millier, astronom la Institutul de Astrofizică din Paris, a spus că, pe lângă principalele sale obiective științifice, Euclid va crea un studiu unic al cerului a 12 miliarde de galaxii, cu o calitate a imaginii care rivalizează cu cea a lui Hubble.

Va fi „o mină de aur pentru toate domeniile astronomiei timp de multe decenii”, a spus dr. Millier.