N° 53–2023: Eukleideen ensimmäiset kuvat: pimeyden häikäisevä reuna
7 November 2023
Tänään paljastetaan ESAn Eukleides-avaruusoperaation ensimmäiset täysvärikuvat kosmoksesta. Koskaan aikaisemmin kaukoputki ei ole pystynyt luomaan näin veitsenteräviä tähtitieteellisiä kuvia näin suuresta osasta taivasta ja katsomalla näin kauas kaukaiseen universumiin. Nämä viisi kuvaa havainnollistavat Eukleideen koko potentiaalia. Ne osoittavat, että kaukoputki on valmis luomaan tähän mennessä laajimman 3D-kartan maailmankaikkeudesta paljastaakseen joitakin sen piilotettuja salaisuuksia.
Eukleideella, pimeän maailmankaikkeutemme etsivällä, on vaikea tehtävä: se tutkii, kuinka pimeä aine ja pimeä energia ovat saaneet universumimme näyttämään nykyiseltä. 95 % kosmoksesta näyttää olevan rakentunut näistä salaperäisistä ”pimeistä” entiteeteistä Mutta emme ymmärrä mitä ne ovat, koska niiden läsnäolo aiheuttaa vain hyvin hienovaraisia muutoksia nähtävissä olevien asioiden ulkonäössä ja liikkeissä.
Paljastaakseen ”pimeän” vaikutuksen näkyvään maailmankaikkeuteen Eukleides tarkkailee seuraavan kuuden vuoden aikana miljardien galaksien muotoja, etäisyyksiä ja liikkeitä aina 10 miljardiin valovuoteen asti. Samalla se luo suurimman koskaan tehdyn kosmisen 3D-kartan.
Eukleideen näkymästä kosmokseen tekee erityisen se, että sillä on kyky luoda erittäin terävä näkyvä valon ja infrapunaisen alueista koostuva kuva suuresta osasta taivasta kerralla.
Tänään julkaistavat kuvat esittelevät tätä erityistä kapasiteettia: kirkkaista tähdistä himmeisiin galakseihin havainnot osoittavat näiden taivaankappaleiden kokonaisuuden, mutta ovat edelleen erittäin teräviä, vaikka kuvaa lähennetään kaukaisiin galakseihin.
”Pimeä aine vetää galakseja yhteen ja saa ne pyörimään nopeammin kuin näkyvä aine yksin voi selittää. Pimeä energia taas nopeuttaa maailmankaikkeuden laajenemista. Eukleides antaa ensimmäistä kertaa kosmologeille mahdollisuuden tutkia näitä kilpailevia synkkiä mysteereitä yhdessä”, selittää ESAn tiedejohtaja, professori Carole Mundell. ”Eukleides merkitsee harppausta ymmärtämisessämme koko kosmoksesta, ja nämä upeat Eukleideen ottamat kuvat osoittavat, että operaatio on valmis auttamaan vastaamaan yhteen modernin fysiikan suurimmista mysteereistä.”
”Milloinkaan ennen emme ole nähneet tällaisia tähtitieteellisiä kuvia, joissa on näin paljon yksityiskohtia. Ne ovat vieläkin kauniimpia ja terävämpiä kuin saatoimme toivoa ja ne näyttävät meille monia ennen näkemättömiä piirteitä läheisen universumin tunnetuilta alueilta. Olemme nyt valmiita tarkkailemaan miljardeja galakseja ja tutkimaan niiden kehitystä kosmisen ajan kuluessa”, sanoo ESAn Eukleides-projektitutkija René Laureijs.
”Tälle kaukoputkelle asettamamme korkeat vaatimukset tuottivat tulosta: kuvissa on niin paljon yksityiskohtia, mikä johtuu erityisen optisesta suunnittelusta, teleskoopin ja instrumenttien täydellisestä valmistuksesta sekä kokoonpanosta ja erittäin tarkasta kohdistamisesta sekä lämpötilan hallinnasta”, lisää ESAn Eukleides-projektipäällikkö Giuseppe Racca.
”Haluan onnitella ja kiittää kaikkia, jotka ovat olleet mukana toteuttamassa tätä kunnianhimoista tehtävää, joka on heijastus eurooppalaisesta huippuosaamisesta ja kansainvälisestä yhteistyöstä. Ensimmäiset Eukleideen ottamat kuvat ovat kunnioitusta herättäviä ja muistuttavat meitä siitä, miksi on välttämätöntä mennä avaruuteen oppimaan lisää maailmankaikkeuden mysteereistä”, sanoo ESAn pääjohtaja Josef Aschbacher.
Zoomaa universumiin Eukleideen silmien kautta
Perseuksen galaksijoukko
Tämä uskomaton Eukleideen ottama tilannekuva on tähtitieteen kannalta vallankumous. Kuvassa näkyy 1 000 Perseuksen klusteriin kuuluvaa galaksia ja yli 100 000 muuta galaksia kauempana taustalla.
Monet näistä himmeistä galakseista nähdään nyt ensimmäistä kertaa. Jotkut niistä ovat niin kaukana, että niiden valo on matkannut meille 10 miljardia vuotta. Kartoittamalla näiden galaksien jakauma ja muodot kosmologit voivat saada lisätietoa siitä, kuinka pimeä aine on muokannut nykyistä maailmankaikkeutta.
Tämä on ensimmäinen kerta, kun tällainen suuri kuva on antanut meille mahdollisuuden saada talteen niin monia Perseuksen galakseja näin yksityiskohtaisesti. Perseus on yksi maailmankaikkeuden massiivimmista tunnetuista rakenteista, joka sijaitsee ”vain” 240 miljoonan valovuoden päässä Maasta.
Tähtitieteilijät ovat osoittaneet, että Perseuksen kaltaisia galaksijoukkoja voi muodostua vain, jos universumissa on pimeää ainetta. Eukleides tarkkailee lukuisia Perseuksen kaltaisia galaksijoukkoja kosmisessa ajassa paljastaen ”pimeän” elementin, joka pitää niitä yhdessä.
Spiraaligalaksi IC 342
Tämä pimeän maailmankaikkeuden etsivä kuvaa käyttöikänsä aikana miljardeja galakseja paljastaen pimeän aineen ja pimeän energian näkymättömän vaikutuksen niihin. Tästä syystä on sopivaa, että yksi ensimmäisistä Eukleideen havaitsemista galakseista on saanut lempinimen ”Piilotettu galaksi”, joka tunnetaan myös nimellä IC 342 tai Caldwell 5. Infrapunanäkymänsä ansiosta Eukleides on jo tuonut esiin tärkeitä tietoja tähdistä tässä galaksissa, joka muistuttaa Linnunrataa.
Epäsäännöllinen galaksi NGC 6822
Luodakseen 3D-kartan maailmankaikkeudesta Eukleides tarkkailee galakseista peräisin olevaa valoa 10 miljardiin valovuoteen asti. Useimmat varhaisen universumin galaksit eivät näytä kovinkaan siisteiltä spiraaleilta, vaan ovat pieniä ja epäsäännöllisiä. Ne ovat rakennuspalikoita isommille galakseille, kuten omallemme, ja silti pystymme löytämään joitain näistä galakseista suhteellisen läheltämme. Ensimmäinen epäsäännöllinen kääpiögalaksi, jonka Eukleides havaitsi, on nimeltään NGC 6822, ja se sijaitsee lähellä, vain 1,6 miljoonan valovuoden päässä Maasta.
Pallomainen klusteri NGC 6397
Tämä kimalteleva kuva näyttää Eukleideen näkymän pallomaisesta klusterista nimeltä NGC 6397. Kyseessä on maapalloa toiseksi lähinnä oleva pallomainen tähtijoukko, joka sijaitsee noin 7 800 valovuoden päässä. Pallomaiset klusterit ovat satojen tuhansien tähtien kokoelmia, joita painovoima pitää yhdessä. Tällä hetkellä teleskoopeista ainoastaan Eukleides pystyy havainnoimaan kokonaista pallomaista tähtijoukkoa yhdellä kertaa ja samalla erottamaan joukosta niin monta tähteä. Nämä himmeät tähdet kertovat Linnunradan historiasta ja pimeän aineen sijainnista.
Hevosenpään tähtisumu
Eukleides näyttää meille upean panoraamanäkymän ja tarkan kuvan Hevosenpään tähtisumusta, joka tunnetaan myös nimellä Barnard 33 ja on osa Orionin tähdistöä. Eukleideen uudessa havainnossa tästä tähtien lastenkamarista tutkijat toivovat löytävänsä monia hämäriä ja ennen näkemättömiä Jupiterin massaisia planeettoja niiden taivaallisissa lapsenkengissään sekä nuoria ruskeita kääpiöitä ja tähtiä.
Uusia löytöjä pian
Eukleideen ensimmäinen näkemys kosmoksesta ei ole pelkästään kaunis, vaan se on myös suunnattoman arvokas tiedeyhteisölle.
Ensinnäkin se todentaa sen, että Eukleideen kaukoputki ja instrumentit toimivat erittäin hyvin ja että tähtitieteilijät voivat käyttää Eukleidesta tutkiakseen aineen jakautumista maailmankaikkeudessa ja sen kehitystä suurimmassa mittakaavassa. Yhdistämällä monia vastaavan laatuisia havaintoja, jotka kattavat suuria alueita taivaasta, pääsemme näkemään kosmoksen pimeät ja piilotetut osat.
Toiseksi, jokainen kuva erikseen sisältää runsaasti uutta tietoa läheisestä maailmankaikkeudesta (katso lisätiedot napsauttamalla yksittäisiä kuvia). ”Tulevien kuukausien aikana Eukleides-konsortion tutkijat analysoivat näitä kuvia ja julkaisevat sarjan tieteellisiä artikkeleita Astronomy & Astrophysics -lehdessä sekä artikkeleita Eukleideen operaation tieteellisistä tavoitteista ja instrumenttien suorituskyvystä”, lisää Eukleides-konsortion johtaja Yannick Mellier.
Ja lopuksi, nämä kuvat vievät meidät pimeän aineen ja pimeän energian ulkopuolelle ja osoittavat myös kuinka Eukleides luo yksittäisten tähtien ja galaksien fysiikkaa koskevan aarreaitan.
Valmistautuminen rutiininomaisiin havaintoihin
Eukleides laukaistiin auringon ja Maan väliseen Lagrangen pisteeseen 2 SpaceX Falcon 9 -raketilla Cape Canaveralin avaruusasemalta Floridasta, Yhdysvalloista, 1.7.2023 kello 17.12 CEST. Laukaisun jälkeisten kuukausien aikana tiedemiehet ja insinöörit ovat olleet mukana Eukleideen tieteellisten instrumenttien intensiivisessä testaus- ja kalibrointivaiheessa. Tiimi tekee avaruusaluksen viimeiset hienosäädöt ennen tieteellisten rutiinihavaintojen alkamista vuoden 2024 alussa.
Kuuden vuoden aikana Eukleides tutkii kolmanneksen taivaasta ennennäkemättömällä tarkkuudella ja herkkyydellä. Tehtävän edetessä Eukleideen tietopankki julkaistaan kerran vuodessa, ja se on maailmanlaajuisen tiedeyhteisön saatavilla Astronomy Science Archivesin kautta, jota isännöi ESAn Euroopan avaruusastronomiakeskus Espanjassa.
Tietoja Eucleideesta
Eukleides on ESAn rakentama ja operoima eurooppalainen avaruusalus, johon NASA on osallistunut. Eukleides-konsortio – johon kuuluu yli 2 000 tiedemiestä 300 instituutista 13 Euroopan maasta, Yhdysvalloista, Kanadasta ja Japanista – vastaa tieteellisten instrumenttien ja tieteellisten tietojen analysoinnista. ESA valitsi Thales Alenia Spacen satelliitin ja sen huoltomoduulin rakentamisen pääurakoitsijaksi, ja Airbus Defence and Space valittiin kehittämään hyötykuormamoduuli, mukaan lukien teleskooppi. NASA toimitti lähi-infrapunaspektrometrin ja -valotusmittarin (NISP) ilmaisimet. Eukleides on ESAn Cosmic Vision -ohjelmaan kuuluva keskitason tehtävä.
Lisätietoja saat ottamalla yhteyttä:
ESA Media Relations
Sähköposti: media@esa.int
Kuvat
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Search?SearchText=euclid
ESAn valokuvakirjasto ammattilaisille: https://www.esa-photolibrary.com/
ESAn kuvien käyttöehdot: www.esa.int/spaceinimages/ESA_Multimedia/Copyright_Notice_Images
Jos sinulla on kysymyksiä tai haluat lisätietoa ESAn kuviin liittyen ota yhteyttä osoitteeseen spaceinimages@esa.int.
Videot
ESAn videokirjasto ammattilaisille: https://www.esa.int/esatv/Videos_for_Professionals
ESAn videoiden käyttöehdot: https://www.esa.int/spaceinvideos/Terms_and_Conditions
Jos sinulla on kysymyksiä tai haluat lisätietoja ESAn videoihin liittyen, ota yhteyttä osoitteeseen spaceinvideos@esa.int
Sociale medier
@esascience @esa_euclid #ESAEuclid #DarkUniverse
Seuraa Euroopan avaruusjärjestöä:
Twitter: @ESA
Instagram: Europeanspaceagency
Facebook: EuropeanSpaceAgency
YouTube: ESA
LinkedIn: European Space Agency – ESA
Pinterest: European Space Agency – ESA
Tietoja Euroopan avaruusjärjestöstä
Euroopan avaruusjärjestö ESA toimii Euroopan porttina avaruuteen.
ESA on vuonna 1975 perustettu hallitustenvälinen järjestö, jonka tehtävänä on muokata Euroopan avaruusvalmiuksien kehittämistä ja varmistaa, että avaruusinvestoinnit hyödyttävät Euroopan ja koko maailman kansalaisia.
Euroopan avaruusjärjestöön kuuluu 22 jäsenvaltiota: Alankomaat, Belgia, Espanja, Irlanti, Italia, Itävalta, Kreikka, Luxemburg, Norja, Portugali, Puola, Ranska, Romania, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska, Tšekki, Unkari, Viro ja Yhdistynyt kuningaskunta. Slovenia, Slovakia, Latvia ja Liettua ovat liitännäisjäseniä.
ESA on käynnistänyt muodollisen yhteistyön viiden EU:n jäsenvaltion kanssa. Kanada osallistuu joihinkin ESA:n ohjelmiin yhteistyösopimuksen nojalla.
Koordinoimalla jäsentensä taloudellisia ja henkisiä resursseja ESA voi toteuttaa ohjelmia ja toimia, jotka ylittävät Euroopan kaikkien yksittäisten maiden toiminta-alueen. Järjestö työskentelee erityisesti EU:n kanssa Galileo- ja Copernicus-ohjelmien toteuttamisessa sekä Eumetsatin parissa meteorologisten tehtävien kehittämiseksi.
Lisätietoja ESA:sta on osoitteessa www.esa.int