Миссия, возглавляемая Европейским космическим агентством при участии НАСА, опубликовала пять новых изображений телескопа "Евклид", демонстрирующих способность космического телескопа исследовать две масштабные космические тайны — тёмную материю и тёмную энергию.
Тёмная материя — это невидимое вещество, в 5 раз более распространённое во Вселенной, чем "обычная" материя, состоящая непонятно из чего.
"Тёмная энергия" — это название неизвестной силы, заставляющей Вселенную расширяться всё быстрее и быстрее.
К 2030 году "Евклид" создаст космическую карту, охватывающую почти треть неба, с полем зрения, гораздо более широким, чем у космических телескопов НАСА "Хаббл" и "Джеймс Уэбб", которые предназначены для изучения небольших областей в более мелких деталях. Учёные смогут составить карту присутствия тёмной материи с большей точностью, чем когда-либо прежде. С помощью этой карты они также смогут изучить, как менялась сила тёмной энергии с течением времени.
На пяти новых снимках представлены виды разных размеров — от звёздообразующего региона в галактике Млечный Путь до скоплений сотен галактик. Они были сделаны вскоре после запуска "Евклида" в июле 2023 года в рамках программы ранних наблюдений. В 2024 году миссия опубликовала 5 снимков из этой программы в качестве предварительного просмотра того, что предложит "Евклид", ещё до того, как учёные проанализировали данные.
Первые тестовые фотографии космического пространства, снятые "Эвклидом", были обнародованы в июле 2023 года, когда состоялся запуск аппарата. Полноценные цветные фотографии телескоп сделал только недавно – фотографии обнародовали 7 ноября.
"Мы никогда раньше не видели подобных астрономических изображений с таким количеством деталей", – сказал в заявлении Рене Лаурейс, научный сотрудник проекта миссии "Эвклид".
Специалисты по планированию миссий космического телескопа НАСА имени Нэнси Грейс Роман будут использовать результаты исследований "Евклида" для дополнения работы "Роман" в области тёмной энергии. Учёные будут использовать "Роман" с его лучшей чувствительностью и резкостью, чтобы расширить сферу научных исследований "Евклида" за счёт изучения более слабых и удалённых галактик.
Один из способов, с помощью которого "Евклид" поможет изучить тёмную материю, — наблюдение за тем, как это загадочное явление искривляет свет далёких галактик, как видно на одном из новых изображений скопления галактик под названием Abell 2390.
Более 50 000 галактик видны на этом снимке скопления галактик Abell 2390, удалённого от Земли на 2,7 миллиарда световых лет. Вблизи центра изображения некоторые галактики кажутся размытыми и изогнутыми — этот эффект называется сильным гравитационным линзированием и может быть использован для обнаружения тёмной материи.
Новые снимки показывают неизвестные науке особенности даже глубоко изученных космических объектов. Телескоп имеет основную задачу – составить карту темной, невидимой стороны нашей вселенной. Для этого ему нужно исследовать несколько миллиардов галактив, расположенных на расстоянии до 10 миллиардов световых лет от Земли.
Скрытая галактика. Телескоп "Эвклид" заглянул внутрь спиральной галактики, называемой в науке IC 342, с помощью инструмента ближнего инфракрасного диапазона и собрал свет от звезд.
Фото: ESA
Объект расположен на расстоянии примерно 11 млн световых лет от Земли и "прячется" за диском галактики Млечный Путь. Обычно "Скрытая галактика" покрыта космическим газом, тёмной пылью и яркими звёздами.
Масса скопления галактик, включающая в себя тёмную материю, создаёт изгибы в пространстве. Свет от более удалённых галактик, проходящий по этим изгибам, кажется изогнутым или дугообразным, подобно тому, как выглядит свет, проходящий через искривлённое стекло старого окна. Иногда искривление настолько сильное, что может создавать кольца, ярко выраженные дуги или несколько изображений одной и той же галактики — это явление называется сильным гравитационным линзированием.
Старые и новые галактики.
Фото: ESA
На снимке представлены более 1 тысячи галактик в созвездии Персея, располагающегося в 240 млн световых лет от нашей планеты. Это скопление галактик считается одной из самых мощных структур во Вселенной.
Большие галактики можно распознать по их желтовато-белым гало, напоминающим уличные фонари в туманную ночь. Заметно остроконечные звезды – это оптический артефакт, образовавшийся в результате того, как свет дифрагирует и загибается вокруг зеркал Евклида. Большинство галактик представлены в виде белых, желтых и красных точек.
Учёные, заинтересованные в изучении влияния тёмной энергии, в первую очередь будут искать более тонкий эффект, называемый слабым гравитационным линзированием, который требует детального компьютерного анализа для обнаружения и показывает наличие ещё более мелких сгустков тёмной материи. Составив карту этой тёмной материи и проследив, как эти сгустки эволюционируют со временем, учёные изучат, как ускорение тёмной энергии изменило распределение тёмной материи.
"Поскольку тёмная энергия даёт относительно слабые видимые эффекты, нам нужны более масштабные исследования, чтобы получить больше данных и повысить статистическую точность", — говорит Майк Зайфферт, научный сотрудник НАСА по проекту "Евклид" в Лаборатории реактивного движения агентства в Южной Калифорнии. "Не стоит думать, что мы можем приблизить одну галактику и изучить её в деталях. Нам нужно смотреть на гораздо большую область, но при этом уметь обнаруживать эти тонкие эффекты".
В телескопе используются два прибора, регистрирующие различные длины волн: прибор для формирования изображений в видимом свете (VIS) и спектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона (NISP). Передние галактики излучают больше света в видимом диапазоне длин волн (тех, которые воспринимает человеческий глаз), в то время как фоновые галактики обычно ярче в инфракрасном диапазоне длин волн.
"Наблюдение за скоплением галактик с помощью обоих инструментов позволяет нам увидеть галактики на более широком диапазоне расстояний, чем мы могли бы получить, используя только видимое или инфракрасное излучение", — сказал Джейсон Родс из JPL, главный исследователь научной группы НАСА по изучению тёмной энергии. "Евклид" может делать такие глубокие, широкие изображения с высоким разрешением в сотни раз быстрее, чем другие телескопы".
Большое поле зрения "Евклида" захватывает всю галактику NGC 6744 и показывает астрономам ключевые области звёздообразования. Формирование звёзд — основной способ роста и эволюции галактик, поэтому эти исследования имеют ключевое значение для понимания того, почему галактики выглядят так, как они выглядят.
Большое поле зрения "Евклида" захватывает всю галактику NGC 6744 и показывает астрономам ключевые области звёздообразования. Формирование звёзд — основной способ роста и эволюции галактик, поэтому эти исследования имеют ключевое значение для понимания того, почему галактики выглядят так, как они выглядят.
Хотя тёмная материя и тёмная энергия занимают центральное место в проекте "Евклид", у миссии есть и множество других астрономических применений. Например, карта неба с большой площадью может быть использована для обнаружения слабых объектов и наблюдения за изменениями в космических объектах, например, за изменением яркости звезды.
Среди новых научных результатов "Евклида" — обнаружение свободно плавающих планет (планет, которые не вращаются вокруг звёзд), которые трудно найти из-за их тусклости. Кроме того, в данных обнаружены недавно открытые коричневые карлики. Считается, что они формируются подобно звёздам, но не настолько велики, чтобы в их ядрах начался термоядерный синтез, и эти объекты подчёркивают различия между звёздами и планетами.
"Данные, изображения и научные работы, выходящие сейчас, знаменуют собой самое начало научных результатов "Евклида", и они показывают поразительно широкий спектр научных исследований, выходящих за рамки основной цели миссии", — сказал Зайфферт. "То, что мы уже видим благодаря широкому обзору "Евклида", даёт результаты по изучению отдельных планет, особенностей нашей родной галактики Млечный Путь и структуры Вселенной в больших масштабах. Это одновременно и захватывающе, и немного подавляюще — быть в курсе всех событий".
Телескоп "Евклид" впервые показал, как рождаются звёзды в туманности Ориона
Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало новый снимок, на котором — завораживающее облако пыли и газа в созвездии Ориона, часть туманности LDN 1641 в 1300 световых годах от Земли. Это один из тех уголков Галактики, где формируются новые звёзды.
Телескоп «Евклид» показал, как рождаются звёзды в тумане созвездия Ориона / © ESA / Euclid / Euclid Consortium / NASA, image processing by M. Schirmer (MPIA, Heidelberg)
В обычном свете этот участок неба выглядит почти пустым — лишь редкие точки звёзд пробиваются сквозь густую тьму. Но "Евклид" способен видеть в инфракрасном диапазоне, раскрывая невидимое — сотни звёзд, спрятанных в толще пыли. Дело в том, что пылевые частицы отлично поглощают видимый свет, но почти не задерживают ближний инфракрасный — поэтому телескопу удалось заглянуть сквозь космический смог.
На новом снимке можно различить множество молодых светил, некоторые из которых все ещё окутаны плотными пылевыми коконами. Из этих коконов вырываются джеты — тонкие струи газа, свидетельствующие о том, что внутри них рождаются звёзды. При увеличении эти области напоминают розово-красные вихри и пятна, будто вспышки внутри туманного кокона.
В левом верхнем углу кадра пыль становится реже, и взгляд «Евклида» уходит дальше — за пределы Млечного Пути. Там, в глубине, мерцают далёкие галактики, почти незаметные, но реальные: крошечные острова света на фоне космической бездны.
