Учора, 14 лютого 2024 року, космічний телескоп ЄКА «Евклід» розпочав дослідження темного Всесвіту. Після запуску 1 липня 2023 року і кількох місяців випробувань, а також після необхідного перероблення місії через деякі проблеми, «Евклід» починає своє 6-річне дослідження. За цей час він поспостерігає мільярди галактик за 10 мільярдів років історії космосу.
Евклід – це найскладніший телескоп, збудований у Європі, і один із найамбітніших наукових проєктів, задуманих дотепер у галузі астрофізики.
Основна мета місії – вивчити ті 95% Всесвіту, які досі невідомі нам і складаються з форм матерії та енергії, які ми досі не розуміємо: темної матерії й темної енергії.
Евклід спостерігатиме 50 000 галактик одночасно
Однією з головних особливостей «Евкліда» є його здатність спостерігати за великою ділянкою неба одночасно. Для цього він працюватиме в режимі покрокових спостережень: він дивитиметься на одну ділянку неба близько 70 хвилин, отримуючи зображення і спектри, а через 4 хвилини перейде до наступної ділянки неба. Протягом 6-річної місії «Евклід» виконає цю операцію понад 40 000 разів.
Це дасть змогу телескопу скласти карту більш ніж третини неба. А завдяки дуже високій чутливості його інструментів, він зможе охопити одним наведенням воістину величезну кількість галактик, вимірявши для кожної з них і більш детально, ніж будь-коли раніше, форму за мільярди років космічної історії, щоб дати тривимірне уявлення про розподіл темної матерії в нашому Всесвіті.
«Щоб вивчити індивідуальні спотворення галактик темною матерією, нам потрібно спостерігати щонайменше 1,5 мільярда галактик, – пояснює Роберто Скарамелла, науковий співробітник Euclid Survey в INAF і керівник групи Consortium Survey Group. – За один знімок «Евклід» спостерігатиме форму близько 50 000 галактик із необхідною точністю за один раз».
А проблеми?
Після отримання перших тестових зображень Евкліда наприкінці липня 2022 року команда місії виявила деякі небажані артефакти на знімках, отриманих за допомогою приладу VISible (VIS). Проблема полягала в тому, що невелика кількість небажаного сонячного світла потрапляла на прилад під певними кутами, навіть якщо протисонцевий екран «Евкліда» був спрямований у бік Сонця.
Згідно з початковим планом місії, «Евклід» мав тримати цей екран зверненим до Сонця. Однак щоб зайве світло зникло, «Евкліду» довелося б вести спостереження в іншу орієнтацію щодо Сонця. Це означало, що початковий проєкт більше не працює: місію довелося переробляти.
«Ми повинні були швидко розробити нову стратегію, впровадити її та протестувати», – пояснив Жоан Дініс із Лісабонського університету (Португалія), який разом з Ісмаелем Терено відповідав за перепроєктування.
Щоб звести до мінімуму вплив розсіяного сонячного світла, Евкліду довелося вести спостереження під вужчим кутом повороту, щоб протисонцевий екран не був повернутий прямо до сонця, а мав невеликий, але вельми відчутний нахил в один бік. За такого нового розташування частини неба були недоступні з жодної точки на орбіті навколо L2.
Рішення
Більша частина спостережень місії протягом наступних шести років буде присвячена «широкому» огляду, що охоплює більше третини неба. Цей огляд буде доповнено більш детальним оглядом, «Глибоким оглядом», який займе близько 10 відсотків від загального часу спостережень.
Тож під час перепроєктування місії необхідно було не тільки врахувати, як вписати ці амбітні задуми в спостережний час, відведений на науку, а й:
- Час, відведений на рутинні калібрувальні спостереження.
- Час, необхідний для повороту з однієї спостережної позиції на іншу.
- Нова орієнтація «Евкліда», необхідна для того, щоб уникнути потрапляння розсіяного світла на прилад VIS.
У зв’язку з цим вчені шукали прийнятне рішення в дуже стислі терміни, щоб вкластися в номінальну шестирічну тривалість місії й встигнути завершити обидва заплановані на неї огляди.
Їхнє рішення передбачає необхідність більшої кількості перекриттів між сусідніми спостереженнями: таким чином, огляд «Евкліда» трохи менш ефективний. Однак це дає змогу охопити всі необхідні області неба, а загальні втрати в зоні спостереження зведені до мінімуму.
Завдяки цьому перероблюванню «Евклід» уже офіційно розпочав свою наукову діяльність. Очікується, що протягом наступних 14 днів телескоп спостерігатиме за ділянкою площею 130 квадратних градусів, що більш ніж у 500 разів перевищує площу повного Місяця, у напрямку сузір’їв Різець і Живописець у Південній півкулі.
У майбутньому році «Евклід» охопить близько 15 відсотків свого космічного огляду. Дані за перший рік буде надано спільноті влітку 2026 року. На весну 2025 року заплановано випуск меншого обсягу даних, отриманих під час спостережень за глибокими полями.