Космическая обсерватория «Евклид»: новый инструмент человечества по изучению тайн Вселенной
1 июля ракета Илона Маска Falcon 9 отправила космический телескоп «Евклид» в космос. По словам учёных, он должен помочь в изучении Вселенной, включая самую загадочную для нас её часть — тёмную материю и тёмную энергию.
Кроме того, за время своей работы он должен сделать снимки ста тысяч объектов Солнечной системы. Фактически «Евклид» станет одним из основных инструментов изучения ближнего и дальнего космоса для человечества на ближайшие шесть лет. О том, что он собой представляет и как работает, — под катом.
Немного об истории создания телескопа
Считается, что идея постройки космического аппарата для изучения тёмной материи и энергии появилась у европейских учёных из ESA ещё в 2008 году. После этого прошло ещё четыре года обсуждений, и только в 2012-м был заключён первый контракт на выполнение работ по проекту.
Телескоп, а точнее космическая обсерватория, разрабатывался 10 лет. Стоимость проекта — $1,5 млрд. Масса «Евклида» — 2 тонны, в состав научного модуля входит телескоп диаметром в 1,2 метра. Он работает в паре с двумя другими научными инструментами, включая камеру, которая снимает в видимом диапазоне, а также инфракрасным спектрометром.
По словам Марка Кроппера из Университетского колледжа Лондона, новый телескоп будет за один день делать больше, чем Hubble за несколько лет. Детализация снимков будет очень высокой.
Основная задача телескопа — изучение тёмной материи и тёмной энергии. Существует множество моделей, которые пытаются объяснить, чем является то и другое. Но учёные не знают, какая из моделей наиболее реальна и отражает существующее положение вещей.
«Существуют сотни моделей, объясняющих, чем могут являться тёмная материя и энергия, но мы понятия не имеем, какая из них может отражать реальность. В 2005 году наша небольшая группа предложила отправить космический телескоп для исследования тёмной Вселенной. Сегодня над тем, чтобы воплотить эту мечту в реальность, вместе работают порядка трёх тысяч человек», — пояснил Адам Амара, директор Института изучения космологии и гравитации при Портсмутском университете, который одним из первых выступил за отправку такой миссии.
Кстати, запуск миссии изначально планировалось осуществить при помощи российского «Союза» с космодрома Куру во Французской Гвиане. Но после того как Роскосмос отказался от проведения совместных с европейцами пусков, ЕКА решили выводить телескоп в космос при помощи ракеты Илона Маска. К сожалению, стоимость контракта неизвестна — сообщается лишь, что это коммерческая тайна.
Что дальше?
«Евклид», по словам всё тех же учёных, — гораздо больше, чем просто космический телескоп. Это детектор тёмной энергии. После запуска он будет около месяца добираться до конечной точки своего путешествия — точки Лагранжа L2 в 1,5 млрд километров от Земли.
Планируется, что за шесть лет «Евклид» отснимет около трети наблюдаемой части Вселенной и создаст её трёхмерную карту. Таким образом, учёные смогут изучать миллиарды галактик, удалённых от Земли на миллиарды световых лет. Это даст возможность изучить Вселенную — её историю и текущее состояние. А ещё учёные надеются понять, когда именно Вселенная начала расширяться за счёт тёмной энергии.
Первые данные космическая обсерватория — при условии, что всё работает так, как нужно — передаст через пару месяцев. Это будут не данные космических наблюдений, а информация о результатах проверки всех систем. По мере накопления и обработки данных ожидаются три полноценных релиза. Последний из них выйдет в 2030 году — примерно через год после окончания работы телескопа. Общий ожидаемый объём этих данных, которые учёные получат при помощи «Евклида» и телескопов поддержки, — свыше 30 петабайт.
Каким именно образом «Евклид» сможет обнаружить тёмную материю? Как раз благодаря фотографированию максимально удалённых от нас галактик. Так, если между ними и Землёй есть тёмная материя, то изображения галактик будут искажены. Зная форму этих галактик и расстояние до них, можно построить карту гравитационного линзирования. И как раз линзы и будут считаться участками тёмной материи.
Космическая обсерватория будет наносить на карту галактики и их скопления, определять расстояния до них. Учёные будут выяснять, совпадают ли размеры скоплений и расстояния между галактиками в разные эпохи с расчётными. Если нет, значит есть какой-то дополнительный фактор, который отвечает за изменение размеров Вселенной.
Подробности об инструментах космической обсерватории
Кратко о них уже было сказано выше. Сейчас — подробности:
Инструмент видимого света (Visible Instrument — VIS) — это камера для широкоугольных снимков неба, собранная из 36 CCD-чипов, которые вместе образуют матрицу размером 610 мегапикселей. Для того чтобы получить снимок, нужно 70 минут. За это время делается несколько отдельных экспозиций. Для получения максимально чётких изображений галактик учёные решили не добавлять в VIS различные оптические фильтры, обычные для других телескопов. Дело в том, что движение барабана с фильтрами может внести нежелательную вибрацию и немного смазать изображение.
Спектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона (Near Infrared Spectrometer and Photometer — NISP). Он будет работать на более длинных волнах электромагнитного спектра. Это крайне важно для исследования удалённых галактик. У NISP — три световых фильтра, которые помогут определить «фотометрическое красное смещение». Это возможность определения расстояний до галактик. Есть же и спектрометр, который также будет помогать определять расстояния, но уже до самых ярких объектов.
Благодаря своим возможностям «Евклид» сможет открывать новые объекты в космосе — и не только галактики, но и экзопланеты. Это будет выполняться при помощи эффекта микролинзирования. Учёные также считают, что обсерватория поможет открыть тысячи новых сверхновых, а также даст возможность отделить старые холодные звёзды Млечного Пути от сверхдалёких галактик.
В целом, запуск «Евклида» — важнейший шаг для астрономии, изучения Вселенной. Можно быть уверенным, что обсерватория даст огромное количество информации, которая поможет учёным Земли разобраться с тем, что такое тёмная материя, энергия и Вселенная вообще.
