Два изображения, полученные приборами Евклида. Левое получено прибором VIS, правое - прибором NISP

В понедельник 31 июля телескоп «Евклид» Европейского космического агентства передал на Землю первые снимки. И хотя эти впечатляющие кадры, безусловно, завораживают, они заодно подтверждают, что приборы космической обсерватории работают в нужном режиме.

Успехи Евклида не могут не радовать, ведь задача этого аппарата - составить карту тёмной стороны нашей Вселенной, проанализировав миллиарды галактик, находящихся на расстоянии до 10 млрд световых лет от нас. Более того, агентство также утверждает, что эта амбициозная карта будет "трёхмерной", поскольку будет включать в себя элемент времени, чтобы показать, как эти сферы развивались вместе с созреванием космоса.

«Первые выдающиеся изображения, полученные с помощью приборов Евклида в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, открывают новую эру в наблюдательной космологии и статистической астрономии, - заявил Янник Мелье, астроном из Парижского астрофизического института и руководитель консорциума Евклид. - Они знаменуют собой начало поисков самой природы тёмной энергии".

Евклид стартовал 1 июля с мыса Канаверал во Флориде. Сейчас он находится на расстоянии около 1,6 млн км от Земли и 28 июля присоединился к космическому телескопу Уэбба в так называемой второй точке Лагранжа. В течение следующих нескольких месяцев учёные будут продолжать тестировать аппарат, пока он не начнёт официально свою эпическую космическую съёмку.

Это изображение было получено во время ввода в эксплуатацию Euclid для проверки работоспособности прибора фокусировки VIS. Поскольку оно практически не обработано, на нём остались некоторые нежелательные артефакты. Например, видны космические лучи, проходящие прямо по поверхности.

Изображения, которые вы видите выше, были получены с помощью прибора Евклида под названием VIS, что означает "Visible Instrument". Как следует из названия, VIS снимает Вселенную через ту часть электромагнитного спектра, которая видна человеческому глазу - длины волн от 550 до 900 нанометров.

Слева показано полное поле зрения VIS, а справа - увеличенная версия. По оценкам ЕКА, дальность крупного плана равна примерно четверти ширины и высоты полной Луны, видимой с Земли.

Среди основных моментов портретов VIS - космические лучи, проходящие прямо по полю, множество ярких звёзд и, что особенно важно, несколько нечётких пятен. Эти пятна, как поясняет ЕКА - галактики, которые Евклид будет исследовать в дальнейшем, составляя подробнейшую карту нашей Вселенной, тёмной энергии и всего остального.

«Наземные исследования не дадут изображений галактик или звёздных скоплений, а здесь они все находятся в одном поле, - сказал Рейко Накаджима, научный сотрудник прибора VIS, в своём заявлении. - На это очень приятно смотреть и радостно делать это вместе с людьми, с которыми мы так долго работали вместе».

Кроме того, есть ещё NISP, что расшифровывается как Euclid's Near-Infrared Spectrometer and Photometer [спектрометр и фотометр близкого к инфракрасному диапазона]. По словам представителей ЕКА, NISP выполняет две функции. Во-первых, он позволяет получать изображения галактик в инфракрасном свете - невидимом для человеческого глаза свете, который находится в диапазоне от 950 до 2020 нанометров электромагнитного спектра. Космический телескоп Уэбба также работает в таких инфракрасных диапазонах, поэтому учёные часто говорят, что он открывает невидимую Вселенную. И это действительно так.

Во-вторых, NISP позволяет точно измерить количество света, излучаемого каждой галактикой, что позволяет определить, насколько далеко от нас находятся эти галактики.

Телескоп Евклид собирал свет в течение 100 секунд, что позволило NISP создать это изображение. Ожидается, что в номинальном режиме работы телескоп будет собирать свет примерно в пять раз дольше, открывая гораздо больше далёких галактик.

Изображения NISP, которые вы видите выше, похожи на набор изображений VIS: левая сторона включает полное поле NISP, а правая - увеличенный участок.

Но прежде чем попасть на детектор NISP, свет из глубокого космоса, улавливаемый Евклидом, также проходит через несколько крутых фильтров. И это позволяет получить весьма впечатляющие результаты. Эти фильтры позволяют, например, измерять яркость на определённой длине инфракрасной волны, что помогает при измерении галактических расстояний с помощью NISP.

«Хотя эти первые тестовые изображения ещё не пригодны для использования в научных целях, я рад, что телескоп и оба инструмента теперь превосходно работают в космосе», - сказал в своём заявлении Кнуд Янке из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, работающий над прибором NISP на Евклиде.

И действительно, именно благодаря одному из этих фильтров NISP предложил нам третье тестовое изображение".

Снимок NISP, полученный Euclid с помощью фильтра «решётка»

Помимо того, что это изображение похоже на компьютерную заставку начала 2000-х годов, оно важно тем, что каждая полоса представляет собой индивидуальный спектр света галактики или звезды. У Евклида имеется устройство, известное как «решётка», которое позволяет разделить космический свет на полный спектр длин волн, а затем отправить данные в NISP.

С помощью этого процесса учёные могут, например, определить, как далеко находится та или иная галактика, а также из чего она состоит по химическому составу.

«Мы видели смоделированные изображения, мы видели изображения, полученные в ходе лабораторных испытаний, - сказал Уильям Гиллард, научный сотрудник NISP. - Мне всё ещё трудно осознать, что эти изображения - настоящая Вселенная. Настолько детальные, что просто удивительно».

Если вы до сих пор не поняли, что Евклид может помочь нам понять тёмную Вселенную, то вот что это значит.

Что будет дальше с Евклидом?

Тёмная энергия и её преступный партнёр - тёмная материя - представляют собой одни из самых больших и увлекательных вопросов, существующих сегодня в астрономии. Ни то, ни другое явление не видно человеческому глазу, но, тем не менее, они, по-видимому, удерживают нашу Вселенную вместе.

Начнём с того, что космос постоянно расширяется во все стороны. Но самое странное, что это расширение, похоже, происходит со скоростью, которую учёные не могут объяснить, учитывая только видимую материю. Судя по всему, на ускорение космического расширения должно влиять что-то ещё. Учёные называют это «что-то» тёмной энергией.

Между тем внутри расширяющейся Вселенной, по-видимому, существует ещё одна невидимая субстанция, которая удерживает галактики на месте и диктует их расположение. Например, по расчётам учёных, межгалактический газ и звёзды часто перемещаются так, как будто на них действует дополнительная гравитация. Предположительно, это происходит потому, что некая невидимая материя окружает галактики, в которых находятся эти объекты (возможно, как гало), и поэтому оказывает на них гравитационное воздействие. Эта невидимая субстанция известна как тёмная материя.

Тёмная материя и тёмная энергия не обязательно состоят из одного или даже двух элементов. Они могут состоять из множества различных компонентов. Учёные просто используют их как объёмные термины для описания пробелов в нашем понимании.

Всё, что мы сейчас знаем наверняка, - это то, что тёмная Вселенная существует.

Но если миссия Евклида по изысканному картографированию Вселенной в течение следующих шести лет или около того окажется успешной, возможно, учёные получат некоторые подсказки о том, что же такое тёмная Вселенная на самом деле.

Потому что, поскольку тёмная материя и энергия взаимодействуют с вещами в космосе, описание распределения и эволюции этих вещей может подсказать нам, где тёмная Вселенная вписывается в эту историю.

«Я полностью уверен в том, что команда, стоящая за этой миссией, преуспеет в использовании Евклида для раскрытия 95% Вселенной, о которой мы в настоящее время знаем так мало», - сказал в своём заявлении директор ЕКА генерал Йозеф Ашбахер.

«После более чем 11 лет проектирования и разработки Евклида мы испытываем восторг и огромные эмоции, когда видим эти первые изображения, - сказал в своём заявлении руководитель проекта Евклид Джузеппе Ракка. - Это ещё более невероятно, если учесть, что на первых снимках мы видим всего несколько галактик, полученных при минимальной настройке системы. В конечном итоге полностью откалиброванный Евклид будет наблюдать миллиарды галактик и создаст самую большую в истории трёхмерную карту неба».