SpaceX、暗黒宇宙を研究するためにユークリッド望遠鏡を打ち上げ

土曜日の午前11時12分、ユークリッド宇宙船は、100億年前にまで遡る宇宙の歴史を描くという使命を帯びて宇宙に打ち上げられた。

欧州宇宙機関によって建設されたこの宇宙望遠鏡は、その機器を使用して今後 6 年間で銀河系外の空の 3 分の 1 以上を記録し、これまでで最も正確な宇宙の 3 次元地図を作成します。

研究者らは、ユークリッドの地図を使って、宇宙の95パーセントを構成する謎の物質である暗黒物質と暗黒エネルギーが、時空を超えて私たちが見るものにどのような影響を与えているかを探ることを計画している。

「ユークリッドは、宇宙論の歴史の中で非常に興味深い時期に到来しようとしている」と、ユークリッドの米国科学チームを率いるNASAジェット推進研究所の物理学者ジェイソン・ローズは語る。 「私たちは、Euclid が、今出てきた疑問にうまく答える時代に入りつつあります。 そして、Euclid は私たちが考えもしなかった質問に答えるのに素晴らしいものになると確信しています。」

宇宙船はスペースX社のファルコン9ロケットでフロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられた。 天気はフライトにほぼ完璧でした。 ロケットの第2段に取り付けられたままのユークリッドは、打ち上げ3分後、拍手の中、ブースターから分離した。 飛行から約9分後に地球の周りの安定した軌道に入った。 約40分後、望遠鏡は第2ステージから分離され、ミッションの科学の旅が始まる宇宙の地点まで100万マイルの旅を開始した。

ユークリッド計画の理論宇宙学者であるグアダルーペ・カニャス・エレーラ氏は、ESAビデオストリームでの打ち上げについて尋ねられたとき、「信じられない」と語った。 「私は非常に感慨深いですが、実際に宇宙に望遠鏡を設置できるようにするためにこれまでに行われたすべてのことに非常に感謝しています。」

ヨーロッパの天体物理学ミッションにはアメリカ航空機を利用する以外に選択肢はありませんでした。 ESAはロシアのソユーズロケットか欧州の新型アリアン6ロケットで宇宙船を打ち上げる計画を立てていた。 しかし、ウクライナ侵攻後の欧州とロシアの宇宙関係の断絶とアリアン6号の遅れのため、ESAはユークリッドを含む一部の打ち上げをスペースXに移した。

私たちの宇宙の冷蔵倉庫を覗くのは、この宇宙船だけではありません。 しかし、一度に空の一部に深く焦点を合わせるハッブル宇宙望遠鏡やジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡とは異なり、科学者はユークリッドを使用して銀河系外の空の広い範囲を一度にカバーする予定です。 記録されている領域のうち 3 つでは、ユークリッドはさらに遡り、ビッグバンから約 10 億年後の宇宙の構造を画像化します。

宇宙望遠鏡のターゲットの 1 つは、光を放出、吸収、反射しない、目に見えない宇宙の接着剤である暗黒物質です。 物理学者の最善の努力にもかかわらず、暗黒物質はこれまでのところ直接検出を避けてきましたが、銀河の移動方法に対する重力の影響により、暗黒物質が存在することはわかっています。

一方、暗黒エネルギーは、銀河を引き離すはるかに神秘的な力であり、そのため、私たちの宇宙は加速度的に膨張しています。

ユークリッドの宇宙地図は、暗黒物質が背後の銀河からの光をどのように歪めるか、弱い重力レンズとして知られる効果に基づいて、暗黒物質が時空全体にどのように分布しているかを明らかにするだろう。 (これは、強い重力レンズや、円弧、リング、さらには単一の源の複数の画像を作成する銀河団によるより劇的な歪みとは異なります。)

これらの測定は、暗黒物質が実際に何であるかを解明するためのより直接的な取り組みに貢献します。

「私たちは同じことをさまざまな角度から探しています」と、欧州CERNの素粒子物理学者でユークリッドのミッションには参加していないクララ・ネリスト氏は語った。 地球上で実験を行っている研究者たちは、暗黒物質粒子が検出器に衝突する兆候を探しています。 「私たちの宇宙でそれがどのように分布しているかについて私たちが収集する情報は、衝突の中でより集中的にそれを探すのに役立ちます」とネリスト博士は言いました。

科学者たちはユークリッドを利用して、アルバート・アインシュタインの一般相対性理論が宇宙論的スケールで異なる働きをするかどうかをテストできることを期待している。 それは、暗黒エネルギーの性質、つまりそれが宇宙に存在する一定の力であるか、それとも時間とともに特性が変化する動的な力であるかに関係している可能性があります。

「これが一定ではなく、時間の経過とともに変化するものであることがわかれば、それは革命的になるだろう」とユークリッド計画に関するESAの宇宙学者ザビエル・デュパック氏は語った。なぜなら、それは基礎物理学について知られている内容を覆すことになるからである。 このような発見は、拡大し続ける宇宙のように見えるものの最終的な運命を明らかにする可能性さえあります。

Euclid には、一度に満月 2 個分の空に相当する広さの領域を撮影できる 600 メガピクセルのカメラで構成される可視画像装置が搭載されています。 この装置を使用すると、科学者は銀河の形が目の前の暗黒物質によってどのように歪むかを収集できるようになります。

また、近赤外分光計と光度計も備えており、これらは目に見えない波長で銀河を記録するだけでなく、その赤方偏移、つまり宇宙の膨張の結果として遠く離れた宇宙から到着する光の波長伸縮効果を測定するために使用される。 マウナケア天文台のすばる望遠鏡とカナダ・フランス・ハワイ望遠鏡、そして最終的にはチリのベラ・C・ルービン天文台を含む一連の地上機器と組み合わせて使用​​すると、科学者は赤方偏移を距離の測定値に変換できるようになります。地球から。

ユークリッドは打ち上げに成功しましたが、現在、地球から約100万マイル離れた、第2ラグランジュ点（L2）として知られる、太陽系内で地球と太陽の重力が相殺される場所の周りを周回する旅に出発しています。 太陽の反対側を向いているこの場所は、地球や月が視界を遮ることなく空の広い調査を行える場所にユークリッドを戦略的に配置します。 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡も同じ理由で L2 を周回しています。

探査機が L2 に到着するまでに約 1 か月かかり、科学者が分析するためにデータを地球に送信し始める前に、ユークリッドの機器の性能をテストするのにさらに 3 か月かかります。 このデータは 2025 年、2027 年、2030 年に公表される予定です。

パリ天体物理学研究所の天文学者ヤニック・メリエ氏は先週の打ち上げ前の記者会見で、ユークリッドは科学の主な目標を超えて、ハッブルに匹敵する画質で120億個の銀河を対象とした独自の天空調査を作成するだろうと述べた。 。

メリエ博士は、それは「数十年間、天文学のあらゆる分野にとっての宝の山」になるだろうと語った。