由歐空局（歐洲航天局）牽頭，新圖像揭美國國家航空航天局（NASA）參與的示黑歐幾里得任務(wù)發(fā)布了五張新圖像，展示了太空望遠(yuǎn)鏡探索兩個大規(guī)模宇宙奧秘的暗宇能力：暗物質(zhì)和暗能量。暗物質(zhì)是廣闊一種不可見的物質(zhì)，在宇宙中的前景常見程度是“規(guī)則”物質(zhì)的五倍，但成分未知。歐里“暗能量”是得任指導(dǎo)致宇宙膨脹越來越快的未知來源。
到2030年，新圖像揭歐幾里得將使用比美國國家航空航天局的示黑哈勃和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡更寬的視場創(chuàng)建一張覆蓋近三分之一天空的宇宙地圖，哈勃和詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡旨在更詳細(xì)地研究更小的暗宇區(qū)域。然后，廣闊科學(xué)家們將以比以往任何時候都更高的前景精度繪制暗物質(zhì)的存在圖。他們還可以使用這張地圖來研究暗能量的歐里強度是如何隨著時間的推移而變化的。
這五張新圖像以不同大小的視圖為特色，從銀河系的恒星形成區(qū)域到數(shù)百個星系團，都是在歐幾里得于2023年7月發(fā)射后不久拍攝的，這是其早期發(fā)布觀測計劃的一部分。去年，在科學(xué)家分析數(shù)據(jù)之前，該任務(wù)發(fā)布了該項目的五張圖像，作為歐幾里得將提供的預(yù)覽。
這些新的圖像、相關(guān)的科學(xué)論文和數(shù)據(jù)可以在歐幾里得的網(wǎng)站上找到。歐空局關(guān)于這些發(fā)現(xiàn)的預(yù)先錄制的節(jié)目可在歐空局電視臺和YouTube上觀看。
美國國家航空航天局即將推出的Nancy Grace Roman太空望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)規(guī)劃者將利用歐幾里得的發(fā)現(xiàn)為Roman的互補暗能量工作提供信息。科學(xué)家們將利用具有更好靈敏度和清晰度的Roman，通過研究更暗、更遠(yuǎn)的星系來擴展歐幾里得所能實現(xiàn)的科學(xué)。
彎曲空間
Abell 2390是一個距離地球27億光年的星系團，在這張照片中可以看到50000多個星系。在圖像中心附近，一些星系看起來有污點和彎曲，這種效應(yīng)被稱為強引力透鏡，可用于探測暗物質(zhì)。圖像：uux.cn歐空局/歐幾里得/歐幾里得聯(lián)盟/美國國家航空航天局，J.-C.Cuillandre（CEA Paris Saclay），G.Anselmi的圖像處理；CC BY-SA 3.0 IGO或ESA標(biāo)準(zhǔn)許可證
歐幾里得將幫助科學(xué)家研究暗物質(zhì)的一種方法是觀察這種神秘現(xiàn)象如何扭曲來自遙遠(yuǎn)星系的光，正如在一張名為Abell 2390的星系團的新圖像中所看到的那樣。星系團的質(zhì)量，包括暗物質(zhì)，在太空中形成曲線。來自更遠(yuǎn)星系的光在這些曲線上傳播時似乎會彎曲或彎曲，類似于光穿過舊窗戶扭曲的玻璃時的樣子。有時，這種扭曲是如此強大，以至于可以產(chǎn)生同一星系的環(huán)、明顯的弧或多個圖像——這種現(xiàn)象被稱為強引力透鏡。
對探索暗能量效應(yīng)感興趣的科學(xué)家將主要尋找一種更微妙的效應(yīng)，稱為弱引力透鏡，這需要詳細(xì)的計算機分析來檢測和揭示更小的暗物質(zhì)團塊的存在。通過繪制暗物質(zhì)的地圖并追蹤這些團塊是如何隨時間演變的，科學(xué)家們將研究暗能量的向外加速如何改變暗物質(zhì)的分布。
美國國家航空航天局位于南加州的噴氣推進實驗室的歐幾里得項目科學(xué)家Mike Seiffert說：“因為暗能量是一種相對較弱的影響，我們需要更大規(guī)模的調(diào)查來提供更多的數(shù)據(jù)和更好的統(tǒng)計精度。”。“我們不能放大一個星系并對其進行詳細(xì)研究。我們需要觀察更大的區(qū)域，但仍然能夠檢測到這些細(xì)微的影響。要做到這一點，我們需要像歐幾里得這樣的專業(yè)太空望遠(yuǎn)鏡。”
該望遠(yuǎn)鏡使用兩種儀器來檢測不同波長的光：可見光成像儀（VIS）和近紅外光譜儀和光度計（NISP）。前景星系發(fā)出更多可見光波長的光（人眼可以感知的波長），而背景星系通常在紅外波長更亮。
美國國家航空航天局歐幾里得暗能量科學(xué)團隊的首席研究員、噴氣推進實驗室的Jason Rhodes說：“用這兩種儀器觀測星系團，可以讓我們在比單獨使用可見光或紅外更寬的距離內(nèi)看到星系。”。“歐幾里得可以使這些類型的深、寬、高分辨率圖像比其他望遠(yuǎn)鏡快數(shù)百倍。”
超越暗能量的發(fā)現(xiàn)
歐幾里得的大視場捕捉到了整個星系NGC 6744，并向天文學(xué)家展示了恒星形成的關(guān)鍵區(qū)域。恒星的形成是星系生長和演化的主要方式，因此這些研究對于理解星系為什么看起來像這樣至關(guān)重要。圖像：uux.cn歐空局/歐幾里得/歐幾里得聯(lián)盟/美國國家航空航天局，J.-C.Cuillandre（CEA Paris Saclay），G.Anselmi的圖像處理；CC BY-SA 3.0 IGO或ESA標(biāo)準(zhǔn)許可證
雖然暗物質(zhì)和暗能量是歐幾里得的核心，但該任務(wù)還有其他各種天文應(yīng)用。例如，歐幾里得的大面積天空圖可以用來發(fā)現(xiàn)微弱的物體，并觀察宇宙物體的變化，比如恒星亮度的變化。歐幾里得的新科學(xué)成果包括探測到自由漂浮的行星（不繞恒星運行的行星），這些行星因其微弱而難以找到。此外，數(shù)據(jù)還揭示了新發(fā)現(xiàn)的棕矮星。這些物體被認(rèn)為像恒星一樣形成，但不太大，無法在其核心開始融合，突顯了恒星和行星之間的差異。
Seiffert說：“現(xiàn)在公布的數(shù)據(jù)、圖像和科學(xué)論文標(biāo)志著歐幾里得科學(xué)成果的開始，它們展示了超出任務(wù)主要目標(biāo)的驚人的科學(xué)多樣性。”。“我們已經(jīng)從歐幾里得的廣闊視野中看到了研究單個行星、我們銀河系的特征以及大尺度宇宙結(jié)構(gòu)的結(jié)果。跟上所有的發(fā)展，既令人興奮，又有點勢不可擋。”
關(guān)于使命
美國國家航空航天局支持的三個科學(xué)團隊為歐幾里得任務(wù)做出了貢獻。除了為歐幾里得的近紅外光譜儀和光度計（NISP）儀器設(shè)計和制造傳感器芯片電子設(shè)備外，JPL還領(lǐng)導(dǎo)了NISP探測器的采購和交付。這些探測器以及傳感器芯片電子器件在馬里蘭州格林貝爾特戈達德航天飛行中心的美國國家航空航天局探測器特性實驗室進行了測試。位于加利福尼亞州帕薩迪納的加州理工學(xué)院IPAC的歐幾里得美國國家航空航天局科學(xué)中心（ENSCI）將存檔科學(xué)數(shù)據(jù)，并支持美國的科學(xué)調(diào)查。JPL是加州理工學(xué)院的一個部門。
作者:熱點
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