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欧几里得任务的新图像揭示了黑暗宇宙的广阔视野

【摘要】 在美国宇航局的支持下,该任务将补充该机构即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜所进行的暗能量研究。 由欧洲航天局 (ESA) 牵头、美国国家航空航天局 ( NASA) 参与的欧几里得任务发布了五张新图像,展示了该太空望远镜探索两大宇宙奥秘...

在美国宇航局的支持下,该任务将补充该机构即将发射的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜所进行的暗能量研究。

由欧洲航天局 (ESA) 牵头、美国国家航空航天局 ( NASA) 参与的欧几里得任务发布了五张新图像,展示了该太空望远镜探索两大宇宙奥秘的能力:暗物质和暗能量。暗物质是一种看不见的物质,在宇宙中比“常规”物质多五倍,但成分不明。“暗能量”是导致宇宙膨胀速度越来越快的未知来源的名称。

到 2030 年,欧几里得将绘制一张覆盖近三分之一天空的宇宙地图,其视野将远超 NASA 的哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜,后者旨在更精细地研究较小的区域。科学家将以前所未有的精度绘制出暗物质的存在图。他们还可以利用这张地图研究暗能量的强度随时间的变化。

这五张新照片涵盖了不同大小的图像,从银河系中的恒星形成区域到数百个星系团,都是在欧几里得 2023 年 7 月发射后不久拍摄的,是其早期释放观测计划的一部分。去年,在科学家们对数据进行分析之前,该任务发布了该计划的五张图像,作为欧几里得将提供的内容的预览。

新的图像、相关科学论文和数据可在欧几里得网站上找到。欧空局关于这些发现的预录节目可在欧空局电视台和YouTube上观看。

美国宇航局即将推出的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的任务规划人员将利用欧几里得的发现来指导罗曼的补充暗能量工作。科学家将利用罗曼的更佳灵敏度和清晰度来扩展欧几里得的科学研究,研究更暗淡、更遥远的星系。

弯曲空间

欧几里得帮助科学家研究暗物质的一种方式是观察这种神秘现象如何扭曲来自遥远星系的光线,就像一张新照片中显示的 Abell 2390 星系团一样。星系团的质量(包括暗物质)在空间中形成曲线。来自更遥远星系的光线穿过这些曲线时,看起来会弯曲或呈弧形,类似于光线穿过旧窗户的扭曲玻璃时的样子。有时扭曲非常强烈,可以形成环、明显的弧线或同一星系的多个图像——这种现象称为强引力透镜。

有兴趣探索暗能量效应的科学家将主要寻找一种更微妙的效应,即弱引力透镜效应,这种效应需要详细的计算机分析才能检测并揭示更小的暗物质团块的存在。通过绘制暗物质图并追踪这些团块随时间的变化,科学家将研究暗能量向外加速如何改变暗物质的分布。

“由于暗能量的影响相对较弱,我们需要进行更大规模的调查,以便获得更多数据和更好的统计精度,”美国宇航局南加州喷气推进实验室的欧几里得项目科学家迈克·塞弗特 (Mike Seiffert) 说。“我们不能把一个星系放大,然后对其进行详细研究。我们需要观察更大的区域,但仍然能够探测到这些微妙的影响。为了实现这一点,我们需要像欧几里得这样的专业太空望远镜。”

该望远镜使用两种探测不同波长光的仪器:可见光成像仪 (VIS) 和近红外光谱仪和光度计 (NISP)。前景星系在可见波长(人眼可以感知的波长)中发出更多光,而背景星系在红外波长中通常更亮。

“使用这两种仪器观测星系团,我们可以观察到比单独使用可见光或红外线更远距离的星系,”喷气推进实验室的杰森·罗德斯 (Jason Rhodes) 说道,他是 NASA 欧几里得暗能量科学团队的首席研究员。“而且欧几里得可以比其他望远镜快数百倍的速度制作出这种深度、宽广、高分辨率的图像。”

暗能量之外的发现

虽然暗物质和暗能量是欧几里得的核心,但该任务还有许多其他天文应用。例如,欧几里得的大面积天空地图可用于发现暗淡的物体并观察宇宙物体的变化,如恒星亮度的变化。欧几里得的新科学成果包括发现自由漂浮的行星(不绕恒星运行的行星),由于亮度暗淡,这些行星很难被发现。此外,数据还揭示了新发现的棕矮星。这些物体被认为像恒星一样形成,但体积不足以在核心开始聚变,这突显了恒星和行星之间的差异。

“现在公布的数据、图像和科学论文标志着欧几里得科学成果的开始,它们展示了超出任务主要目标的惊人广泛的科学,”塞弗特说。“我们已经从欧几里得的广阔视野中看到了研究单个行星、我们银河系的特征以及大尺度宇宙结构的结果。跟上所有的发展既令人兴奋又有点不知所措。”

更多关于任务的信息
三个 NASA 支持的科学团队为欧几里得任务做出了贡献。除了设计和制造欧几里得近红外光谱仪和光度计 (NISP) 仪器的传感器芯片电子设备外,JPL 还负责采购和交付 NISP 探测器。这些探测器以及传感器芯片电子设备均在位于马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的 NASA 探测器特性实验室进行了测试。位于加利福尼亚州帕萨迪纳加州理工学院的 IPAC (ENSCI) 欧几里得 NASA 科学中心将存档科学数据并支持美国的科学调查。JPL 是加州理工学院的一个部门。![]


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最后编辑: 2024-5-24
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