2080亿像素:欧几里得任务发布第一张宇宙大地图

知新了了 2024-10-22 13:19:52

2023年7月1日,欧洲航天局的欧几里得(Euclid)任务从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射,搭载SpaceX猎鹰9号火箭。作为欧空局宇宙视野(Cosmic Vision)计划的一部分,这个中型任务的目的是观察“黑暗宇宙”。这将包括观测数十亿个星系,最远可达100亿光年,以创建有史以来最广泛的宇宙3D地图。这张地图将使天文学家和宇宙学家能够追踪宇宙的演化,帮助解开暗物质和暗能量的奥秘。

欧几里得拍摄的第一批图像是由欧几里得在2023年11月和2024年5月发布的,这让人们对它们的质量有了初步的了解。2024年10月15日,欧几里得的第一张宇宙大地图在米兰举行的国际宇航大会(IAC)上公布。这张2080亿像素的马赛克拼图包含了在2024年3月25日至4月8日之间进行的260次观测,并提供了数百万颗恒星和星系的详细图像。这幅马赛克图只占欧几里得在其六年任务中所进行的广泛调查的1%,它让我们得以一窥最终的地图。

IAC 2024年会议于10月14日至18日在米兰举行,是第75届大会年会。会议欢迎来自各空间机构、研究部门和空间工业的8 000多名专家齐聚一堂,讨论利用空间支持可持续性。ESA总干事约瑟夫·阿什巴赫和科学主任卡罗尔·蒙代尔在活动期间展示了这幅马赛克图,其中包含了大约1亿个来源,包括我们银河系和其他星系中的恒星。

欧几里得任务的主要目标是测量暗物质和暗能量对宇宙的潜在影响。这将有望解决天文学家们几十年来一直在研究的问题。这一切始于20世纪60年代,当时天文学家注意到星系的旋转曲线与观测到的它们所含物质的数量不一致。这导致人们猜测,一定有一个神秘的、看不见的质量,光学望远镜无法解释(暗物质)。

到了20世纪90年代,由于古老的哈勃太空望远镜的观测,天文学家还注意到宇宙膨胀的速度(哈勃-勒梅特常数)随着时间的推移而加速。通过观察数十亿个星系的形状、距离和运动,欧几里得的3D地图将提供对过去100亿年间星系质量和宇宙膨胀的最准确估计。放大到马赛克的深处(见下图),可以看到银河系的复杂结构,以及其他许多星系。

另一个有趣的特征是我们星系中恒星之间看起来像云的东西,在太空的背景下呈现浅蓝色。这是星际介质(ISM)的气体和尘埃,在银河系尺度上被称为“银河卷云”(因为它与云相似)。欧几里得的超灵敏光学相机 —— 可见光仪器(VIS),由36个4000 x 4000像素的电荷耦合器件(CCD)组成,可以看到这些云反射来自银河系的光。欧几里得项目科学家瓦莱里娅·佩托里诺在欧空局的新闻发布会上说:

“这张令人惊叹的图像是六年内揭示超过三分之一天空的第一张地图。这只是地图的1%,但它充满了各种各样的来源,将帮助科学家发现描述宇宙的新方法。”

如前所述,这幅马赛克图只显示了欧几里得在其六年任务中所观察到的1%。在短短两周内,天文台覆盖了南部天空132平方度的原始细节(超过满月面积的500倍)。自从该任务于2月开始例行科学观测以来,已经完成了12%的调查。到2025年3月,欧空局将发布53平方度的调查,包括欧几里得深场区域的预览。随后将在2026年某个时候发布第一年的宇宙学数据。

欧几里得财团(EC)由来自欧洲、美国、加拿大和日本300个研究所的2000多名科学家组成,负责提供该任务的仪器和数据分析。

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