2024-11-15 22:00来源:本站
要理解宇宙是如何形成的以及它是如何演变成现在的形式,需要两件事。宇宙学计算机模型利用物理定律来描绘宇宙今天的预期外观,同时用望远镜进行观测来检验这些模型是否正确。
欧几里得太空望远镜(Euclid Space Telescope)将首次有能力在三维空间中测量数十亿个星系的位置,这些星系几乎涵盖了从地球上可观测到的整个宇宙。首批科学图像现已公布。
欧几里得是欧洲航天局(ESA)最新的太空望远镜,它发布了第一张来自太空的彩色图像。这些图像来自其两种仪器的数据组合:VIS(可见光仪器)和NISP(近红外光谱仪和光度计),设计用于使用大面积探测器捕获可见光和近红外光。欧几里得最重要的任务是对宇宙进行最详细的三维测绘,从而揭开宇宙的一些黑暗秘密。
欧几里得联盟的德国成员,包括马克斯普朗克天文学和地外物理研究所,已经开发了望远镜的关键技术部件。他们还为管理庞大的数据流提供后勤服务,并确保发布数据的质量。
以前的太空望远镜,如哈勃或詹姆斯·韦伯,都是为了对天空中很小的区域进行详细检查而建造的。另一方面,欧几里得以同样高的图像质量拓宽了视野:由于它的大光学,灵敏的仪器和它在地球大气层之外的位置,它在相对较短的观测时间内提供了大片天空的图像,这些图像也非常清晰,包含了遥远星系的微弱光线。
欧几里得联盟的成员在公布的图像中,用五个选定的物体展示了欧几里得的全部潜力。每张图像覆盖的区域略大于满月。到任务结束时,大约40,000个这样的图像部分将被合并,在天空中形成约14,000平方度的广阔区域。这构成了整个天空的三分之一,不包括我们自己的星系——银河系。
现在发布的这些图像非常清楚地显示了一件事:每张图像都将成为对单个恒星、银河系或遥远星系的物理学有新见解的宝库。
来自慕尼黑附近加兴的马克斯普朗克地外物理研究所和慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的马克西米利安·法布里修斯说:“这架望远镜将收集大量的数据,探测到比以前更多的物体。”海德堡马克斯普朗克天文研究所的仪器科学家Knud Jahnke证实了这一点:“我们都需要适应欧几里得将提供的丰富信息。”
英仙座星系团就是一个例子。这些星系团是宇宙中最大、质量最大的结构之一。如果没有暗物质网络,这里描绘的星系会均匀地分布在天空中。马克斯·普朗克地外物理研究所的科学家马蒂亚斯·克鲁格(Ludwig-Maximilians-Universit?t)解释说:“借助欧几里得的巨大视野和非凡的灵敏度,英仙座星系团内的星系可以测量到它们最外层和最微弱的区域。”
“在同一张图像中还有其他星系与英仙座星团没有联系。考虑到光传播的速度有限,你越深入宇宙,你会发现越古老的星系,你会发现处于不同发展阶段的星系越多。这些丰富的信息将极大地有助于研究人员对宇宙早期的理解,以大量的星系碰撞和合并为标志。”
大约95%的宇宙似乎由神秘的“黑暗”元素组成,它们也在英仙座星系团的形成中发挥了作用。虽然暗物质决定了星系之间和星系内部的引力效应,并最初减缓了宇宙的膨胀,但暗能量正在推动当前宇宙的加速膨胀。然而,暗物质和暗能量的本质仍然难以捉摸。
科学家们所知道的是,这些物质会导致通过望远镜观察到的物体的外观和运动发生微妙的变化。为了探测“黑暗”对可见宇宙的影响,欧几里得将在未来六年内观测100亿光年以外的数十亿个星系的形状、距离和运动。
在这里,NISP红外仪器的光谱信息与地面望远镜的光谱相补充,这将非常准确地确定欧几里得成像的星系的距离和运动,并将欧几里得的二维照片转化为迄今为止最全面的可见宇宙三维地图。