Космическая миссия ЕКА «Евклид» направлена на исследование темной Вселенной, состоящей из темной материи и темной энергии, которые составляют около 95 процентов от общего объема Вселенной. Благодаря «Евклиду» возможно получение новых знаний о реальности, окружающей нас.
Предполагают, что темная энергия приводит к ускорению расширения Вселенной. Темная материя — это вещество, отличающееся от обычного (или барионного), из которого образованы мы и всё, что нам известно. Невозможно увидеть её невооружённым глазом, но она оказывает воздействие на формирование космических структур, таких как галактики и скопления галактик.
Благодаря своим особенностям и методу осуществления, миссия способна помочь в понимании темной энергии.
Вклад Евклида поможет понять формирование галактик и их развитие во времени от начала Вселенной до настоящего момента.
Аппаратура «Евклида»
Миссию Евклид для изучения темной Вселенной оборудовали инфракрасным и оптическим телескопом, способным проводить различные наблюдения. Оптическая система телескопа — трехзеркальная конструкция с диаметром главного зеркала приблизительно 1,2 метра.
Разработанная конструкция гарантирует максимальную термо- и механическую устойчивость в процессе наблюдений. «Евклид» будет обладать широким полем зрения, что позволит ему захватывать большую область неба во время наблюдений. Это даст возможность получить статистически значимую выборку галактик и крупномасштабных космических структур.
Эвклид располагает двумя ключевыми научными средствами:
- Видимый датчик изображения (VIS) создан для съёмки фотографий в видимом спектре света.
- Спектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона (NISP) будет анализировать спектры галактик, предоставляя данные об их химическом составе, температуре и скорости расширения.
VIS захватет поле зрения площадью около полуквадратного градуса, что позволит собирать данные о множестве галактик и космических структур на одном изображении. NISP будет иметь более узкий обзор, охватывая участок неба площадью примерно в 0,3 квадратных градусов. Изображения всё равно будут достаточно большими для космологических наблюдений. Два инструмента будут работать совместно, обеспечивая полное и детальное представление наблюдаемой Евклидом Вселенной.
Два основных исследования
Задача состоит из двух обзоров: Широкого и Глубокого. Первый охватывает большую площадь неба – около 15 тысяч квадратных градусов, а второй сосредоточен на трёх меньших областях для детального изучения слабых галактик. Исследования займут шесть лет.
Обзор «Евклида» охватывает большую часть неба, составляющую более трети всего небесного свода. Выбранная для наблюдений область избегает как регионов, близких к Млечному Пути, так и плоскости Солнечной системы. Такое решение обусловлено тем, что «Евклид» будет изучать далекие галактики, чтобы избежать помех от звезд и пыли Млечного Пути.
В рамках Deep Survey Евклид будет фиксировать каждый участок неба раз в час на площади около 0,57 квадратных градусов. Но на меньшей площади — примерно 53 квадратных градуса — будет проводиться более длительное наблюдение в 40-53 раза дольше, чем при Широком обзоре. Для сравнения, хотя 50 квадратных градусов кажутся малым по сравнению с 15 000 квадратными градусами Широкого обзора, это примерно та же площадь, что и наблюдал космический телескоп Хаббл за последние 30 лет.
Наблюдательная космология
«Евклид» будет развивать наблюдательную космологию, составляя карту трехмерного распределения галактик в большом масштабе. Это даст возможность ученым изучить крупномасштабную структуру Вселенной и понять формирование космических структур, таких как скопления галактик и космические нити.
«Евклид» также сможет провести одно из самых точных измерений деформации изображений галактик — явления, известного как слабое гравитационное линзирование. Эффект, вызванный взаимодействием света с темной материей, позволит составить карту распределения темной материи во Вселенной и получить информацию о ее распределении и физических свойствах.
Наблюдательная космология, возможная благодаря «Евклиду», существенно повлияет на научные исследования. Данные и наблюдения миссии обеспечат надежную основу для создания новых моделей и теорий. Точные измерения позволят уточнить известные параметры и углубить понимание Вселенной, частью которой мы являемся, включая количество темной энергии, природу темной материи и процессы формирования космических структур.