19 березня 2025 року місія Європейського космічного агентства (European Space Agency, ESA) «Евклід» (Euclid) оприлюднила свою першу партію даних огляду, зокрема і попередні зображення глибоких полів. Тут сотні тисяч галактик різних форм і розмірів займають центральне місце і демонструють проблиск їхньої великомасштабної організації в космічній мережі.
«Евклід» отримав зображення 26 мільйонів галактик і ця кількість зростає. Відео з сайту www.esa.int.
Охоплюючи величезну ділянку неба трьома мозаїками, випуск даних також включає численні скупчення галактик, активні ядра галактик та перехідні явища, а також перше класифікаційне дослідження понад 380 000 галактик і 500 кандидатів у гравітаційні лінзи, отримане за допомогою об’єднаних зусиль штучного інтелекту та волонтерів (громадянських науковців). Все це створює основу для широкого кола тем, які детектив темного всесвіту «Евклід» планує розглянути за допомогою свого багатого набору даних.
«“Евклід” знову показує, що є найкращою машиною для відкриттів. Він досліджує галактики в найбільшому масштабі, даючи нам змогу досліджувати нашу космічну історію та невидимі сили, що формують Всесвіт», ― сказав директор з науки ESA, професор Керол Манделл (Carole Mundell).
«Оприлюднивши перші дані огляду Euclid ми відкриваємо скарбницю інформації для науковців, щоб зануритися в деякі з найінтригуючих питань сучасної науки. Цим ESA виконує своє зобов’язання забезпечити науковий прогрес для майбутніх поколінь».
Південне глибоке поле «Евкліда» ― попередній вигляд. Фото з сайту www.esa.int.
«Евклід» розвідав три ділянки неба, де він зрештою забезпечить найглибші спостереження своєї місії. Лише за тиждень спостережень, з одним скануванням кожного регіону, «Евклід» уже помітив 26 мільйонів галактик. Найдальші з них лежать на відстані до 10,5 мільярдів світлових років.
Поля також містять невелику популяцію яскравих квазарів, які можна побачити набагато далі. У найближчі роки «Евклід» пройде над цими трьома регіонами десятки разів, зафіксувавши ще багато далеких галактик, зробивши ці поля справді «глибокими» до кінця запланованої місії в 2030 році.
Розташування глибоких полів «Евкліда» на мапі неба від космічних телескопів Gaia («Ґайя») та Planck («Планк»). Фото з сайту www.esa.int.
Але перший погляд на 63 квадратних градуси неба, що еквівалентно площі у понад 300 разів більшій, ніж повний Місяць, уже дає разюче уявлення про масштаб великого космічного атласу від «Евкліда», який буде створено після завершення місії. Цей атлас охопить одну третину всього неба ― 14 000 квадратних градусів ― з всіми його подробицями.
Відстеження космічної мережі в глибоких полях «Евкліда»
Південне глибоке поле «Евкліда», 16-кратне збільшення. Фото з сайту www.esa.int.
«Вражає, як одне спостереження за глибокими полями вже дало нам величезну кількість даних, які можна використовувати для різноманітних цілей в астрономії: від форм галактик до сильних гравітаційних лінз, зоряних скупчень і, серед іншого, утворення зір», — сказала Валерія Петторіно (Valeria Pettorino), науковий співробітник проєкту Euclid ESA. «Ми будемо спостерігати за кожним глибоким полем від 30 до 52 разів протягом шестирічної місії Euclid, щоразу покращуючи роздільну здатність того, як ми бачимо ці ділянки, і кількість об’єктів, які нам вдасться спостерігати. Тільки подумайте про відкриття, які нас чекають».
Південне глибоке поле «Евкліда», 70-кратне збільшення. Фото з сайту www.esa.int.
Щоб відповісти на таємниці, для розкриття яких він створений, «Евклід» дуже точно вимірює величезну різноманітність форм і розподіл мільярдів галактик за допомогою свого приладу для створення зображень у видимій області (visible instrument, VIS) із високою роздільною здатністю, тоді як його інструмент для ближнього інфрачервоного діапазону (near-infrared instrument, NISP) потрібен для визначення відстані та маси галактик. Нові зображення вже демонструють цю здатність для сотень тисяч галактик і починають натякати на великомасштабну організацію цих галактик у космічній мережі. Ці нитки звичайної матерії та темної матерії сплітаються в космосі, і з них утворилися та еволюціонували галактики. Це важлива частина головоломки для розуміння таємничої природи темної матерії та темної енергії, які разом, здається, складають 95% Всесвіту.
«Повний потенціал Euclid, щоб дізнатися більше про темну матерію та темну енергію з великомасштабної структури космічної мережі, буде досягнутий тільки тоді, коли він завершить повне дослідження. А втім, обсяг цього першого випуску даних вже пропонує нам унікальний перший погляд на великомасштабну організацію галактик, який ми можемо використовувати, щоб дізнатися більше про формування галактик з часом», ― каже Клотільда Лайґл (Clotilde Laigle), дослідниця консорціуму Euclid та експерт з обробки даних в Паризькому астрофізичному інституті, Франція.
Погляд Евкліда на туманність Котяче Око. Фото з сайту www.esa.int.
Люди та ШІ класифікували понад 380 000 галактик
Згідно з очікуваннями, «Евклід» має отримати зображення понад 1,5 мільярда галактик протягом шести років, надсилаючи приблизно 100 ГБ даних щодня. Такий разюче великий набір даних надає неймовірні можливості для відкриттів, але створює величезні проблеми, коли справа доходить до пошуку, аналізу та каталогізації галактик. Удосконалення алгоритмів штучного інтелекту (ШІ) у поєднанні з тисячами громадських наукових волонтерів і експертів відіграє вирішальну роль.
«Ми перебуваємо на зламі моменту щодо того, як організовуємо масштабні дослідження в астрономії. ШІ є фундаментальною та потрібною частиною нашого процесу, щоб повною мірою використовувати величезний набір даних Euclid», ― сказав Майк Волмслі (Mike Walmsley), науковий співробітник консорціуму Euclid з Університету Торонто, Канада, який протягом останнього десятиліття брав активну участь у розробці алгоритмів для астрономічного глибокого навчання.
«Ми створюємо інструменти, а також надаємо вимірювання. Таким чином ми можемо забезпечити передову науку за лічені тижні, як порівняти з багаторічним процесом аналізу великих досліджень, схожих на ці, в минулому», ― додав він.
Важливою віхою в цих зусиллях є перший докладний каталог понад 380 000 галактик, що були класифіковані за такими ознаками, як спіральні рукави, центральні смуги та приливні хвости, які вказують на злиття галактик. Каталог створений за допомогою ШІ-алгоритму Zoobot. Під час інтенсивної одномісячної кампанії в Galaxy Zoo минулого року 9976 добровольців-дослідників працювали разом, щоб навчити Zoobot розпізнавати особливості галактики за допомогою класифікації зображень від «Евкліда».
Галактики різних форм, які сфотографував «Евклід». Фото з сайту www.esa.int.
Цей перший каталог, опублікований 19 березня 2025 року, представляє лише 0,4 % від загальної кількості галактик з такою роздільною здатністю, які, як очікують науковці, будуть сфотографовані за час роботи «Евкліда». Остаточний каталог міститиме докладну морфологію щонайменше на порядок більшої кількості галактик, ніж будь-коли виміряних раніше. Це допоможе науковцям відповісти на різні питання, наприклад, як утворюються спіральні рукави та як ростуть надмасивні чорні діри.
«Ми розглядаємо галактики зсередини назовні, від того, як їхні внутрішні структури керують їхньою еволюцією, до того, як зовнішнє середовище формує їхню трансформацію з часом», — додала Клотільда.
«Euclid — це золота жила даних, і його вплив буде далекосяжним, від еволюції галактик до більш широких космологічних цілей місії».
Механізм виявлення гравітаційних лінз
Світло, що йде до нас від далеких галактик, заломлюється та спотворюється нормальною та темною матерією, що лежить на передньому плані. Цей ефект називається гравітаційним лінзуванням і є одним із інструментів, які «Евклід» використовує, щоб виявити, як темна матерія розподілена у Всесвіті.
Коли спотворення дуже очевидні, це називається «сильним лінзуванням», яке може призвести до таких елементів, як кільця Айнштайна, дуги та лінзи з кількома зображеннями.
Використовуючи початкову перевірку моделями штучного інтелекту, а потім перевірку громадськими вченими, експертну перевірку та моделювання, 19 березня 2025 р. опубліковано перший каталог із 500 кандидатів-галактик у сильні гравітаційні лінзи, майже всі з яких раніше були невідомі. Цей тип лінзування виникає, коли галактика на передньому плані та її гало з темної матерії діють як лінзи, спотворюючи зображення галактики на задньому плані вздовж лінії зору до «Евкліда».
Сильні гравітаційні лінзи, які сфотографував «Евклід». Фото з сайту www.esa.int.
Передбачено, що «Евклід» зафіксує близько 7000 кандидатів у сильні гравітаційні лінзи у випуску основних космологічних даних, які заплановано оприлюднити наприкінці 2026 року, і близько 100 тис. кандидатів-галактик до кінця місії, приблизно в 100 разів більше, ніж відомо нині.
«Евклід» також зможе вимірювати «слабке» лінзування, коли спотворення фонових джерел набагато менші. Такі ледве помітні спотворення можна виявити лише через статистичний аналіз великої кількості галактик. У найближчі роки Euclid виміряє спотворені форми мільярдів галактик за 10 мільярдів років космічної історії, забезпечуючи таким чином тривимірне зображення розподілу темної матерії в нашому всесвіті.
«Euclid дуже швидко охоплює все більші й більші ділянки неба завдяки своїм безпрецедентним можливостям знімання», — сказав П’єр Ферруїт (Pierre Ferruit), керівник місії «Евклід» ESA, який працює в Європейському центрі космічної астрономії ESA (European Space Astronomy Centre, ESAC) в Іспанії, де міститься Науковий архів астрономії і де будуть доступні дані від «Евкліда».
«Цей випуск даних підкреслює неймовірний потенціал, який ми маємо завдяки поєднанню сильних сторін Euclid, штучного інтелекту, громадянської науки та експертів у єдину систему відкриттів, яка буде важливою для роботи з величезним обсягом даних, наданих Euclid».
Примітки
Станом на 19 березня 2025 року «Евклід» виконав спостереження близько 2000 квадратних градусів неба. Це приблизно 14 % від загальної площі дослідження (14 000 квадратних градусів). Три глибокі поля разом складають 63,1 квадратних градуса.
«Швидкі» оприлюднення даних від Euclid, такі як випуск від 19 березня, стосуються вибраних ділянок, призначених для показу даних, які очікуються в наступних основних випусках даних. Це зроблено для того, щоб науковці у процесі підготовки могли відточити свої інструменти аналізу даних. Перші космологічні дані місії будуть оприлюднені спільноті в жовтні 2026 року. Дані, накопичені під час додаткових багаторазових проходів місць глибокого поля, будуть включені до випуску 2026 року.
Три глибокі попередні огляди тепер можна досліджувати в ESASky з 12 години за центральноєвропейським часом 19 березня:
Південне глибоке поле «Евкліда»
Глибоке поле «Евкліда» в сузір’ї Піч
Північне глибоке поле «Евкліда»
Оприлюднення даних від 19 березня 2025 року описано в кількох наукових статтях, які ще не пройшли рецензування, але які будуть подані до журналу Astronomy & Astrophysics. Препринт документів доступний тут з 19 березня із 12:00 за центральноєвропейським часом.
Докладнішу інформацію про випуск даних можна знайти тут.
Про «Евкліда»
«Евклід» був запущений у липні 2023 р. та розпочав свої звичайні наукові спостереження 14 лютого 2024 року. У листопаді 2023 р. та травні 2024 р. світ отримав перші проблиски якості зображень від «Евкліда», а в жовтні 2024 р. оприлюднено першу частину великої мапи Всесвіту.
«Евклід» ― це європейська місія, створена та керована ESA за участі держав-членів та NASA. Консорціум Euclid, що складається з понад 2000 учених із 300 інститутів у 15 європейських країнах, США, Канаді та Японії, відповідає за надання наукових інструментів та аналіз наукових даних. ESA обрало Thales Alenia Space як головного підрядника для будівництва супутника та його службового модуля, а Airbus Defense and Space вибрано для розробки модуля корисного навантаження, включаючи телескоп. NASA надало детектори спектрометра та фотометра ближнього інфрачервоного діапазону NISP. Евклід — це місія середнього класу в програмі ESA Cosmic Vision.
За інф. з сайту www.esa.int
