پیشرفت ماده تاریک در راه است؟ تلسکوپ فضایی اقلیدس از اولین نگاه خود به جهان تاریک پرده برداری کرد (ویدئو)

روز پنجشنبه (12 نوامبر)، تلسکوپ فضایی اقلیدس اولین دسته بزرگ داده خود را منتشر کرد که نور بیش از یک میلیارد جرم را در منطقه ای از آسمان به وسعت 9500 ماه کامل ثبت کرد. انتشار داده ها پایه و اساس یکی از بزرگترین نقشه های سه بعدی کیهان و بسیاری از اکتشافات پیشگامانه در مورد ماهیت انرژی تاریک و ماده تاریک است.

تلسکوپ فضایی اقلیدس آژانس فضایی اروپا (ESA) به دلیل توانایی آن در بررسی اسرار دوگانه ماده تاریک، اسرارآمیزترین چیزهای کیهان و انرژی تاریک، نیرویی که انبساط کیهان را تسریع می کند، "کارآگاه جهان تاریک" نامیده می شود. در مجموع، گاهی اوقات از این عناصر کیهانی به عنوان جهان تاریک یاد می شود.

انتشار داده های جدید، با نام DR1-Foundation، از رصدهای 13 ماهه ساخته شده است و با تصاویر زیادی از جمله موزاییک های بزرگ آسمان همراه است. این اولین انتشار عمده داده های ماموریت از زمان راه اندازی اقلید در اواسط سال 2023 است.

هسته گروه کهکشانی مسیه ۸۱ که توسط اقلیدس دیده می شود. (اعتبار تصویر: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA، پردازش تصویر توسط J.-C. Cuillandre و E. Bertin) کارول ماندل، مدیر علوم ESA در بیانیه ای گفت: "اینها بسیار بیشتر از تصاویر زیبا هستند؛ امروز نقطه عطفی علمی در مطالعه ما از کیهان است." "این انتشار داده های اقلیدس بزرگ ترین بررسی فضایی در نوع خود را نشان می دهد، که شالوده اکتشافات آینده را در رژیم جدیدی برای نجوم ایجاد می کند و برتری فناوری، علم و همکاری بین المللی اروپا را نشان می دهد."

آنچه در نسخه اقلیدس وجود دارد

ESA تعداد زیادی از اجرام آسمانی را که توسط کارآگاه جهان تاریک مشاهده شده و در DR1-Foundation موجود است، به اعداد خام تبدیل کرد. این شامل طیف های نوری از 160 میلیون منبع، بیش از 900 میلیون کهکشان و 60 میلیون کاندید برای اختروش ها است، مناطقی از فضا که تحت سیطره تغذیه سیاهچاله های کلان جرم هستند.

والریا پتورینو، دانشمند پروژه اقلیدس ESA گفت: «این یک تغییر در مقیاس نسبت به نسخه‌های قبلی اقلیدس است که شامل رصدهای چند روزه در حدود 60 درجه مربع آسمان بود. ما اکنون بیش از یک سال از داده‌هایی را منتشر می‌کنیم که منطقه بسیار بزرگ‌تری را پوشش می‌دهد. این قفل علم پیشگامانه را باز می‌کند.

NGC 1291، یک کهکشان حلقه ای خیره کننده که در فاصله 33 میلیون سال نوری از ما قرار دارد، همانطور که اقلیدس آن را مشاهده کرد. (اعتبار تصویر: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA، پردازش تصویر توسط J.-C. Cuillandre و E. Bertin) اقلیدس می تواند تعداد زیادی از اجرام کیهانی را ببیند، زیرا موقعیت فضایی آن به آن کمک می کند تا از تداخل ناشی از جو زمین جلوگیری کند.

این شامل خوشه های کهکشانی و حتی ابرخوشه های بزرگتر می شود. مطالعه این اجرام، برخی از بزرگترین ساختارهای کیهان، می‌تواند نشان دهد که چگونه ماده در شبکه بزرگ‌تری از گاز، غبار و ماده تاریک به نام شبکه کیهانی گرد هم آمده است.

باربارا سارتوریس، عضو کنسرسیوم اقلیدس از آزمایشگاه JL لاگرانژ، نیس، فرانسه، توضیح داد: «اقلیدس فقط به گذشته به گذشته نگاه نمی کند - بلکه در مناطق عظیمی از آسمان این کار را انجام می دهد. این به ما دید بی‌سابقه‌ای از نمونه‌های بزرگ خوشه‌های کهکشانی باستانی می‌دهد که قبلا دور از دسترس بودند.

ما در ماه‌های آینده اینها را بررسی خواهیم کرد تا نحوه رشد این غول‌ها را بیاموزیم و آنچه را که درباره جهان تاریک آشکار می‌کنند رمزگشایی کنیم.

ابرخوشه کهکشانی Horologium که توسط اقلیدس دیده می شود. (اعتبار تصویر: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA، پردازش تصویر توسط J.-C. Cuillandre و E. Bertin) یکی دیگر از عناصر هیجان‌انگیز انتشار داده‌های جدید اقلیدس، 15000 کاندید عدسی گرانشی قوی است که توسط تلسکوپ فضایی فهرست‌بندی شده‌اند. عدسی گرانشی عنصری از جهان است که برای اولین بار در اینشتین مگنوم اثر، نسبیت عام، در سال 1915 توضیح داده شد.

نسبیت عام می گوید که اجسام با جرم باعث می شوند تا بافت فضا منحرف شود و گرانش از این تاب برداشتن ناشی می شود. اما پیامد دیگری هم دارد. وقتی نور از این انحنا می گذرد، معمولا مسیر مستقیم آن منحنی است. این بدان معناست که وقتی نور از یک منبع پس‌زمینه واحد از جسمی با جرم زیاد، مانند یک کهکشان یا خوشه کهکشانی، یک عدسی گرانشی قوی عبور می‌کند، می‌تواند در زمان‌های مختلف به تلسکوپ‌های ما برسد.

در نتیجه این لنز قوی، منابع پس زمینه را می توان تا حد زیادی تقویت کرد. این اثری است که تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) از آن برای مطالعه کهکشان‌ها در کیهان اولیه استفاده کرده است.

عدسی های گرانشی مشاهده شده توسط تلسکوپ اقلیدس. (اعتبار تصویر: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA، پردازش تصویر توسط N. Lines و T. Li) بنابراین، چشم انداز نقشه برداری از 15000 عدسی گرانشی قوی به ویژه در مطالعه سرعت انبساط جهان و در نتیجه تأثیر انرژی تاریک بسیار مهم است.

ناتالی لاین از دانشگاه پورتسموث بریتانیا و عضو کنسرسیوم اقلیدس گفت: «عدسی‌های قوی بینش منحصربه‌فردی از جهان تاریک ارائه می‌کند و به ما امکان می‌دهد تا کهکشان‌های منفرد، از جمله ماده تاریک نامرئی آن‌ها را وزن کنیم و چگونگی انبساط جهان را کشف کنیم». "بیش از 10 سال پیش، ما پیش بینی کردیم که اقلیدس انقلابی در زمینه کشف لنزهای قوی ایجاد خواهد کرد. آن روز بالاخره فرا رسید."

بهترین ها هنوز در راه است

مسلما هیجان‌انگیزترین چیز در مورد DR1-Foundation این است که Euclid به تازگی شروع کرده است. مساحت آسمان تحت پوشش از بهار 2024 تا بهار 2025 تنها 14 درصد از هدف اقلیدس را برای کل بررسی شش ساله خود نشان می دهد.

این بدان معناست که هر آنچه دانشمندان از این انتشار داده‌ها کشف می‌کنند، می‌تواند نوک کوه یخ از نظر اینکه چگونه کارآگاه جهان تاریک درک ما از کیهان را تغییر می‌دهد، باشد.

مساحت آسمان از بهار 2024 تا بهار 2025 پوشش داده شده است، تنها 14 درصد از هدف ماموریت برای کل بررسی شش ساله. (اعتبار تصویر: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA؛ ESA/Gaia/DPAC؛ ESA/Planck Collaboration) والریا می‌گوید: DR1-Foundation شامل داده‌های خام، تصاویر کالیبره‌شده، کاتالوگ‌ها و طیف‌ها در یک منطقه عظیم آسمان است، با آمار کافی حتی برای کشف اجسام نادر. "از آن برای ترسیم ساختار بزرگ مقیاس جهان با جزئیات بی سابقه استفاده خواهد شد.

"کشف های زیادی هنوز در راه است."