Lenyűgöző részletességgel tárják fel a kozmoszt az európai Euclid űrtávcső első felvételei
Az Európai Űrügynökség (ESA) kedd délután közölte legújabb űrtávcsöve, a Euclid első színes felvételeit. A júliusban indított teleszkóp által készített képeken a Tejútrendszer csillagközi felhői és csillaghalmazai, valamint távoli galaxisok és galaxishalmazok tárulnak fel, egészen elképesztő részletességgel.
Az ESA közleménye szerint a most kiadott öt felvétel bemutatja a Euclidban rejtőző potenciált és azt, hogy az űrtávcső készen áll arra, hogy elkészítse az eddigi legkiterjedtebb háromdimenziós térképet az univerzumról. „Soha nem láttunk még ilyen csillagászati képeket, amelyek ennyi részletet tartalmaznak. Még szebbek és élesebbek, mint amiben reménykedtünk, és új, korábban nem látott részleteket tárnak fel a közeli univerzum már jól ismert régióiban” – mondta el René Laureijs, a Euclid küldetését vezető kutató, aki szerint így már készen állnak több milliárd galaxis és kozmikus időskálákon történő változásaik megfigyelésére.
Az első néhány felvétel alapján úgy tűnik, hogy a Euclid képes lesz megvalósítani azt, amire tervezték – mondta a Qubitnek Kovács András asztrofizikus, az MTA-CSFK Lendület Nagyskálás Szerkezet Kutatócsoport vezetője, aki szerint az első képek nagyon élesnek tűnnek, és hozzák a kutatók által elvárt minőséget. A Euclid 6 évig tartó küldetése alatt egymilliárd galaxist tanulmányoz majd, egészen 10 milliárd fényéves távolságokig, hogy fényt derítsen az univerzum két legnagyobb rejtélyére, a sötét energia és a sötét anyag természetére.
Az űrtávcső a James Webb űrteleszkóphoz hasonlóan a Földtől 1,5 millió kilométerre található Langrange–2 pontból kémleli majd a kozmoszt. A két projekt kombinálásából született küldetés egyrészt felderíti majd egymilliárd galaxis kozmikus eloszlását jó minőségű felvételekkel, valamint spektroszkópiai mérésekkel határozza meg 30-40 millió galaxis távolságát, amiből az eddigi legjobb háromdimenziós térképet készíthetik el a csillagászok a kozmoszról, mondta Kovács. Míg az előbbi cél inkább a normál anyaghoz hasonlóan a gravitációs kölcsönhatásban részt vevő sötét anyag, az utóbbi inkább az univerzum gyorsulva tágulásáért felelős sötét energia kutatását szolgálja majd. Az asztrofizikus szerint a következő hónapokban elkészülhet a most közölt felvételek tudományos elemzése, míg a sötét anyagra és sötét energiára vonatkozó első, kezdeti eredmények nagyjából két év múlva várhatók.
„A Euclid most először lehetővé teszi majd a kozmológusoknak, hogy ezeket a versengő sötét rejtélyeket együtt vizsgálják. Az űrtávcső ugrásszerű előrelépést jelent majd a kozmosz megértésében, és ezek a gyönyörű felvételek igazolják, hogy a küldetés készen áll a modern fizika egyik legnagyobb rejtélyének megválaszolására” – mondta Carole Mundell, az ESA tudományos programjának vezetője. Az 1,2 méteres tükörrel felszerelt űrteleszkóp látható fényben mérő kamerájával (VIS) és közeli infravörös spektrométerével (NISP) végzett megfigyelései az égbolt több mint egyharmadát lefedik majd.
Íme az első öt felvétel
Az első képen az Orion csillagképben található Lófej-köd látható, amely nagyjából 1400 fényévre esik a Földtől. Az űrügynökség szerint a Euclid által készített panorámakép lenyűgöző részletességű.
A kutatók azt remélik, hogy az űrtávcső felvételének segítségével a ködben kialakulóban lévő csillagokat, valamint Jupiter-méretű exobolygókat fedezhetnek majd fel.
A következő képen a szintén galaxisunkon belül, a Földtől 7800 fényévre található NGC 6397 jelű gömbhalmaz látható, amely közel 400 ezer csillagot tartalmaz. Az ESA szerint jelenleg egyetlen másik teleszkóp sem képes egy teljes gömbhalmazt egyetlen megfigyeléssel megörökíteni, miközben ennyire sok csillagot különít el a gömbhalmazban egymástól.
A gömbhalmazban az űrtávcső által feltárt halvány csillagok a Tejútrendszer történetéről és a sötét anyag helyzetéről mesélnek a kutatóknak.
A harmadik képen az NGC 6822 törpegalaxis látható, amely a Földtől 1,6 millió fényévre helyezkedik el.
A szakemberek szerint az ilyen irreguláris törpegalaxisok nagyobb galaxisok építőelemei, amelyekből rengeteg található a korai univerzumban.
A következő képen az IC 342 galaxis látható. A tőlünk nagyjából 7-11 millió fényévre található spirálgalaxis 100 milliárd csillagot rejt.
Az ESA szerint az űrtávcső infravörös képalkotójának köszönhetően máris kulcsfontosságú információkat tárt fel az alakjában a Tejútrendszerhez hasonlító galaxisról – ez valószínűleg azt jelenti, hogy precízebben lehet majd mérni a távolságát.
A Perseus galaxishalmazról készült felvételen 1000, a halmazba tartozó galaxis látható, további 100 ezer olyan távoli galaxissal együtt, amely csak a háttérben tűnik fel. Az ESA által forradalminak nevezett felvétel a korábban lehetségesnél több Perseus-galaxist tár fel, nagyobb részletességgel.
A Földtől 240 millió fényévre található galaxishalmaz az egyik legnehezebb struktúra az univerzumban, ami a szakemberek szerint csak a sötét anyag jelenlétében jöhetett létre. A Perseus galaxishalmazt Kovács szerint a Euclidnak hála sokkal részletesebben látjuk, és rengeteg olyan galaxist pillanthatunk meg a képen, amiket korábbi, kevésbé érzékeny kamerák egyszerűen nem tudtak kivenni.
Nem indult egyszerűen a küldetés
Az ESA szerint a felvételek tanúsítják, hogy az űrtávcső és műszerei fantasztikusan jól működnek. A problémamentes júliusi indítástól azonban viszonylag rögös út vezetett idáig, ugyanis az űrtávcsövön dolgozó mérnököknek az elmúlt hónapokban több váratlan nehézséggel is meg kellett küzdeniük.
Kovács szerint nagyon súlyosak is lehettek volna a felmerült problémák, amelyek ha nem is a teljes küldetést sodorták veszélybe, de azt igen, hogy a teleszkóp a tervezett hat év alatt elérje a kitűzött tudományos céljait. A kutató szerint a legváratlanabb hatásokat a pozícionáló rendszer hibája okozta: ahhoz, hogy térben elhelyezze magát, az űrtávcső ismert, fényes csillagokat használ, de a rendszer működésébe bekavartak a kozmikus sugárzásból származó nagy energiájú részecskék. Kovács szerint ezt egy néhány hét kemény munkával kidolgozott szoftveres javítással végül sikerült orvosolni.
Ehhez képest váratlanabb volt, hogy a szakemberek napkitörésekből keletkező nagy energiájú részecskék detektorokba való szivárgására lettek figyelmesek, amiktől azok elvileg védettek. Ez ronthatta volna a felvételek minőségét, de a távcső pozíciójának változtatásával ki lehet majd őket küszöbölni. Hasonló a helyzet az egyes szögekben a Napból a teleszkóp érzékeny detektoraiba szűrődő fénnyel, amit Kovács szerint egyes, a teleszkóp napernyője által nem takart alkatrészek okoztak.
A kutató szerint ezek a problémák fél évvel meghosszabbítják majd a küldetés időtartamát, valamint a tudományos program kisebb átrendezését igénylik, de a teleszkóp által lefedett égterületet valószínűleg nem befolyásolják. Mint mondta, ha újabb hibák jelennének meg, az már komoly gondot okozhatna, de egyelőre bizakodnak, hogy tényleg beindulhat az automatizált égbolttérképezés. A Euclid kezdeti nehézségei Kovács munkájára is kihatottak, ugyanis eredetileg az első felvételek között lettek volna olyan távoli szuperhalmazok (a galaxishalmazok egyes csoportjai), amiket az általa összeállított adatok alapján néztek volna meg, de végül ezek megfigyelését későbbre halasztották.
Amivel Kovács és kollégái hosszabb távon foglalkozni szeretnének, az a legnagyobb, akár milliárd fényéves szuperhalmazok és nagy üres voidok problémaköre, amelyekről a Euclid is újat tud majd mondani. Ezeket a kérdéseket az első kiadott adathalmaz segítségével már el is tudják majd kezdeni megválaszolni.
Miben jobb, mint a James Webb?
De mit nyújt a Euclid a kutatóknak, amire a James Webb vagy a Hubble űrtávcső nem alkalmas? „A Euclidnak fontosak az egyedi objektumok, de nem annyira, mint a James Webbnek vagy hasonló műszereknek” – mondta Kovács, aki szerint a küldetése alatt nagyságrendekkel több galaxist vizsgáló európai űrtávcsőnél minden megfigyelés sokkal statisztikusabb jellegű, mint a másik két teleszkópnál.
A nagy adatmennyiség pedig már lehetővé teheti a kutatóknak, hogy választani tudjanak a jelenlegi sötétenergia-modellek közül. A kutatók úgy gondolják, hogy a sötét energia az elmúlt néhány milliárd évben vált dominánssá az univerzumban, amit így a James Webb űrteleszkóp korai, még egy anyag által dominált univerzumba visszatekintő megfigyeléseivel nem lehet igazán vizsgálni. Kovács szerint viszont a késői univerzumban nem biztos, hogy van elég, a vizsgálathoz szükséges galaxis, ezért jól be kell lőni, hogy milyen messzire és régre tekint vissza az űrtávcső a kozmoszban.
A földi égboltfelmérésekhez képest a légkör zavaró hatásától mentesült Eucliddal nagyjából négyszer élesebb képek készíthetők – mondta Kovács –, és az égbolt ugyanazon területén több galaxist is látunk, ami fontos a statisztikai vizsgálatok szempontjából. Az élesség azért igazán fontos, mert a távoli galaxisok alakjában a köztünk és az objektumok között található anyag és sötét anyag által okozott torzításokat a földi égboltfelmérésekhez képest halványabb, kisebb galaxisokon és az eddigiekhez képest más kozmikus környezetekben is lehet majd vizsgálni.
A gravitációs lencsehatás elvén működő sötétanyag-feltérképezés azon az egyszerű elven alapul, hogy a tőlünk több milliárd fényévre található objektumok fénye az űrtávcsőig galaxishalmazok és voidok hálózatán át utazik – mondta a kutató. Emiatt kanyargós úton jut el hozzánk, ami egy ellipszis alakú galaxis képét banán alakúvá torzítja. A torzítás mértékéből pedig kiszámítható, hogy mennyi anyag és sötét anyag helyezkedik el a távoli galaxis irányában.
A kutató szerint a Euclid segítségével elkészített sötétanyag-térkép valójában 2,5 dimenziós lesz majd, mert a fotometriás vöröseltolódás vizsgálatával nagyjából megállapítható lesz, hogy a felmért galaxisok milyen távolságban vannak. Ezzel a térbeli és időbeli információval egy-egy adott távolságban lehet majd következtetni a sötét anyag eloszlására, amivel a kozmikus anyag csomósodásának évmilliárdok alatti alakulását lehet majd tanulmányozni.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
