SpaceX startete das Euclid-Teleskop, um das dunkle Universum zu untersuchen

Am Samstag um 11:12 Uhr startete die Raumsonde Euclid ins All, um die Geschichte des Universums vor 10 Milliarden Jahren aufzuzeichnen.

Das von der Europäischen Weltraumorganisation gebaute Weltraumteleskop wird mit seinen Instrumenten in den nächsten sechs Jahren mehr als ein Drittel des Himmels außerhalb der Galaxie erfassen und so die bisher genaueste 3D-Karte des Universums erstellen.

Die Forscher planen, Euklids Karte zu nutzen, um zu erforschen, wie dunkle Materie und dunkle Energie – der mysteriöse Stoff, der 95 Prozent unseres Universums ausmacht – das beeinflusst hat, was wir sehen, wenn wir durch Raum und Zeit blicken.

„Euclid kommt zu einem wirklich aufregenden Zeitpunkt in der Geschichte der Kosmologie“, sagte Jason Rhodes, ein Physiker am Jet Propulsion Laboratory der NASA, der das Euclid Science Team in den USA leitet. „Wir treten in eine Zeit ein, in der Euklid großartig darin sein wird, Fragen zu beantworten, die gerade erst entstehen. Und ich bin sicher, dass Euklid großartig darin sein wird, Fragen zu beantworten, über die wir noch nicht einmal nachgedacht haben.“

Die Raumsonde startete mit einer Falcon 9-Rakete von SpaceX in Cape Canaveral, Florida. Das Wetter war nahezu perfekt für die Reise. Euclid, immer noch an der zweiten Stufe der Rakete befestigt, trennte sich drei Minuten nach dem Start unter großem Applaus von der Trägerrakete. Etwa neun Minuten nach Beginn des Fluges gelangte es in eine stabile Erdumlaufbahn. Etwa 40 Minuten später trennte sich das Teleskop von der zweiten Stufe und begann seine Millionen-Meilen-Reise zu dem Punkt im Weltraum, an dem der Wissenschaftsflug der Mission beginnen sollte.

„Unglaublich“, sagte Guadalupe Canas Herrera, ein theoretischer Kosmologe der Euclid-Mission, als er im Videostream der Europäischen Weltraumorganisation nach dem Start gefragt wurde. „Ich bin sehr emotional, aber auch sehr dankbar für alles, was bisher getan wurde, damit wir ein Teleskop ins All bringen können.“

Der europäischen Astrophysik-Mission blieb keine andere Wahl, als Amerika zu fliegen. Die Europäische Weltraumorganisation plante, die Raumsonde auf einem dieser beiden Orte zu starten Russische Sojus-Rakete Oder die neue Ariane-6-Rakete in Europa. Aber aufgrund des Abbruchs der europäisch-russischen Raumfahrtbeziehungen nach der Invasion der Ukraine und der Verzögerung der Ariane 6 der Europäischen Weltraumorganisation Einige Starts wurden auf SpaceX verschobeneinschließlich Euklid.

Die Raumsonde wird nicht allein in den Kühlraum unseres Universums blicken. Aber im Gegensatz zu den Weltraumteleskopen Hubble und James Webb, die jeweils nur einen Teil des Himmels fokussieren, werden Wissenschaftler Euclid verwenden, um große Teile des Himmels außerhalb der Galaxie auf einmal abzudecken. In drei der von ihm aufgezeichneten Regionen wird Euklid noch weiter zurückgehen, um die Struktur des Universums etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall darzustellen.

Eines der Ziele des Weltraumteleskops ist Dunkle Materie, der unsichtbare Klebstoff des Universums, der kein Licht aussendet, absorbiert oder reflektiert. Bisher konnte die Dunkle Materie trotz aller Bemühungen der Physiker nicht direkt entdeckt werden, aber sie wissen, dass sie existiert, weil sie einen gravitativen Einfluss auf die Art und Weise hat, wie sich Galaxien bewegen.

Andererseits ist dunkle Energie eine noch mysteriösere Kraft, die Galaxien auseinandertreibt – so sehr, dass sich unser Universum immer schneller ausdehnt.

Euklids Karten des Universums werden zeigen, wie dunkle Materie über die Raumzeit verteilt ist, basierend auf der Verzerrung des Lichts von Galaxien dahinter, ein Effekt, der als schwacher Gravitationslinseneffekt bekannt ist. (Dies unterscheidet sich vom starken Gravitationslinseneffekt, der dramatischeren Verzerrung durch Galaxienhaufen, die Bögen, Ringe oder sogar mehrere Bilder einer einzelnen Quelle erzeugen.)

Diese Messungen tragen zu direkteren Bemühungen bei, herauszufinden, was Dunkle Materie eigentlich ist.

„Wir suchen das Gleiche aus verschiedenen Blickwinkeln“, sagte Clara Nellist, Teilchenphysikerin am CERN in Europa, die nicht an der Euclid-Mission beteiligt ist. Forscher suchen bei bodengestützten Experimenten nach Anzeichen dafür, dass Teilchen dunkler Materie mit ihren Detektoren kollidieren. „Alle Informationen, die wir darüber sammeln, wie es in unserem Universum verteilt ist, helfen uns, bei unseren Kollisionen gezielter danach zu suchen“, sagte Dr. Nellist.

Wissenschaftler hoffen, mit Euklid testen zu können, ob Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie auf kosmischen Skalen anders funktioniert. Dies könnte mit der Natur der Dunklen Energie zusammenhängen: ob es sich um eine statische Kraft im Universum handelt oder um eine dynamische Kraft, deren Eigenschaften sich im Laufe der Zeit ändern.

„Wenn wir entdecken, dass dies keine Konstante ist, sondern etwas, das sich im Laufe der Zeit verändert, wird das revolutionär sein“, sagte Xavier Dupac, ein ESA-Kosmologe auf der Euclid-Mission, „denn es würde das, was über die Grundlagenphysik bekannt ist, auf den Kopf stellen.“ Eine solche Entdeckung könnte Aufschluss über das endgültige Schicksal unseres scheinbar ständig wachsenden Universums geben.

Euclid verfügt über einen Visualisierer, der aus einer 600-Megapixel-Kamera besteht, die einen Bereich so groß wie den Himmel zweier Vollmonde gleichzeitig abbilden kann. Mit diesem Werkzeug können Wissenschaftler sehen, wie die Formen von Galaxien durch die dunkle Materie vor ihnen verzerrt werden.

Es verfügt außerdem über ein Nahinfrarot-Spektrometer und ein Photometer, mit denen Galaxien bei unsichtbaren Wellenlängen aufgezeichnet und ihre Rotverschiebung gemessen werden sollen. Dabei handelt es sich um den Effekt der Wellenlängenausdehnung im Licht aus dem fernen Universum, der aus der Expansion des Universums resultiert. Bei Verwendung mit verschiedenen Bodenwerkzeugen – inkl Subaru Und Kanada, Frankreich und Hawaii Mit Teleskopen am Mauna Kea-Observatorium und schließlich am Vera C. Ruben-Observatorium in Chile können Wissenschaftler die Rotverschiebung in Messungen der Entfernung von der Erde umrechnen.

Während Euclid erfolgreich gestartet wurde, begibt es sich nun auf eine Reise von fast einer Million Meilen von der Erde in die Umlaufbahn um einen sogenannten zweiten Lagrange-Punkt oder L2 – einen Ort im Sonnensystem, an dem die Gravitationskräfte von Erde und Sonne wirken Ausbalancieren. mit der Bewegung des Satelliten. Dieser Standort ist direkt von der Sonne abgewandt und platziert Euklid außerdem strategisch an einem Ort, an dem er weite Himmelsbeobachtungen durchführen kann, ohne dass die Erde oder der Mond seine Sicht verdecken. Aus dem gleichen Grund umkreist das James Webb-Weltraumteleskop L2.

Es wird etwa einen Monat dauern, bis die Raumsonde L2 erreicht, und weitere drei Monate, um die Leistung der Instrumente von Euclid zu testen, bevor sie beginnt, Daten zur Analyse durch Wissenschaftler zur Erde zurückzusenden. Diese Daten werden in den Jahren 2025, 2027 und 2030 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.

In News-Briefing im Vorfeld Letzte Woche sagte Yannick Millier, ein Astronom am Astrophysikalischen Institut in Paris, dass Euklid zusätzlich zu seinen wichtigsten wissenschaftlichen Zielen eine einzigartige Himmelsdurchmusterung von 12 Milliarden Galaxien erstellen würde, deren Bildqualität mit der von Hubble konkurrieren würde.

Es werde „für viele Jahrzehnte eine Goldmine für alle Bereiche der Astronomie sein“, sagte Dr. Millier.