Два інструменти космічного телескопа «Евклід» (Euclid) зробили перші тестові зображення. Приголомшливі результати показують, що телескоп досягне наукових цілей, для яких його розроблено, і, можливо, набагато більше.
Хоча попереду ще кілька місяців до того, коли Euclid здобуде справжні нові уявлення про космос, досягнення цієї віхи означає — науковці та інженери, які виконують цю місією, впевнені, що телескоп та його інструменти працюють добре.
«Після понад 11 років проєктування та розробки Euclid, перші зображення від телескопа схвилювали і викликали надзвичайні емоції», — сказав керівник проєкту «Евклід» Джузеппе Ракка (Giuseppe Racca). «Це ще неймовірніше, коли мати на увазі, що ми бачимо тут лише кілька зображень галактик, створених із мінімальним налаштуванням системи. Повністю відкалібрований Euclid зрештою спостерігатиме за мільярдами галактик, щоб створити найбільшу в історії 3D-мапу неба».
Генеральний директор Європейського космічного агентства (European Space Agency, ESA) Йозеф Ашбахер (Josef Aschbacher) привітав команду Euclid: «Неймовірно бачити, що останнє доповнення до парку наукових місій ESA вже працює так добре. Я повністю впевнений, що команді, яка стоїть за місією, вдасться використати “Евклід”, щоб багато дізнатися про 95% Всесвіту, про який ми зараз так мало знаємо».
Керол Манделл (Carole Mundell), науковий директор ESA, погоджується: «Наші команди невпинно працювали з моменту запуску Euclid 1 липня, і ці перші інженерні зображення дають спокусливе уявлення про чудові дані, які ми можемо очікувати від Euclid».
Яннік Мельєр (Yannick Mellier), керівник Euclid Consortium, додав: «Видатні перші зображення, отримані за допомогою приладів Euclid у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах, відкривають нову еру для спостережної космології та статистичної астрономії. Вони знаменують початок пошуків природи темної енергії, які розпочне Консорціум “Евкліда”».
Всесвіт у видимому світлі
Інструмент Euclid VISible (VIS) робитиме надчіткі зображення мільярдів галактик для вимірювання їхньої форми. Уважно дивлячись на це перше зображення, ми вже бачимо перевагу, яку надає VIS; тоді як кілька галактик дуже легко помітити, багато інших є нечіткими плямами, захованими серед зір. Вони чекають, щоб їх чітко оглянув «Евклід» у майбутньому. Хоча зображення повне деталей, площа неба, яку воно охоплює, насправді становить лише чверть площі повного Місяця.
Тестове зображення, отимане у процесі введення в експлуатацію приладу VIS. Інструмент Euclid VISible (VIS) фотографуватиме небо у видимому світлі (550—900 нм), щоб отримувати чіткі зображення мільярдів галактик для вимірювання їхньої форми. Це зображення було зроблено, щоб перевірити, чи сфокусований прилад VIS належним чином. Оскільки знімок значною мірою необроблений, на ньому присутні деякі небажані артефакти — наприклад, космічні промені, що падають поперек. Консорціум «Евклід» зрештою перетворить спостережні дані з довготривалою експозицією на готові для науки зображення, що не містять артефактів та є більш деталізованими і чіткими як бритва. Це перше зображення від приймача VIS вже наповнене різними об’єктами Всесвіту; ми бачимо спіральні та еліптичні галактики, близькі та далекі зорі, зоряні скупчення та багато іншого. Але площа неба, яку воно покриває, насправді становить лише приблизно чверть площі повного Місяця. Телескоп «Евклід» збирав світло протягом 566 секунд, щоб приймач VIS створив це зображення. Фото з сайту www.esa.int.
Марк Кроппер (Mark Cropper) з Університетського коледжу Лондона керував розробкою VIS: «Я в захваті від краси цих зображень і великої кількості інформації, що міститься в них. Я дуже пишаюся досягненнями команди VIS і вдячний усім, хто дав змогу мати цю можливість. Зображення VIS будуть доступні для використання всіма в наукових чи інших цілях. Вони належатимуть усім».
Рейко Накадзіма (Reiko Nakajima), науковець з приладу VIS, додає: «Наземні тести не дають вам зображень галактик або зоряних скупчень, але всі вони містяться на одному полі. На це приємно дивитися, і це радість від робити з людьми, з якими ми так довго працювали разом».
Зображення ще більш особливі, зважаючи на те, що команда Euclid була налякана — коли вперше увімкнули прилад, то помітили несподівану картину світла, що забруднювало зображення. Подальші дослідження показали: сонячне світло проникає в телескоп, ймовірно, через крихітну щілину. Змінивши кут нахилу «Евкліда», команда зрозуміла, що це світло з’являється лише в певних орієнтаціях телескопа, тому, уникаючи певних кутів, VIS зможе виконати свою місію. Це зображення було зроблено в такому положенні телескопа, де сонячне світло не було завадою.
Тестове зображення, отимане у процесі введення в експлуатацію приладу VIS. Зображення ліворуч показує повне поле зору VIS, а збільшений знімок праворуч (його розділено на чотири квадранти) показує зображення від одного детектора. Світлина демонструє надзвичайний рівень деталізації, якого вже досяг прилад VIS. Фото з сайту www.esa.int.
Всесвіт в інфрачервоному світлі
Спектрометр і фотометр ближнього інфрачервоного діапазону (Near-Infrared Spectrometer and Photometer, NISP) «Евкліда» виконує подвійну роль: отримує зображення галактик в інфрачервоному світлі та вимірює кількість світла, яке випромінюють галактики на різних довжинах хвиль. Ця друга роль дозволяє нам прямо визначити, як далеко міститься кожна галактика.
Об’єднавши інформацію про відстань з інформацією про форми галактик, виміряною за допомогою VIS, ми зможемо скласти мапу того, як галактики розподілені у Всесвіті та як цей розподіл змінюється з часом. Зрештою, ця 3D-мапа дасть змогу отримати нові знання про темну матерію і темну енергію.
На зображенні нижче, світло, зібране телескопом «Евклід», перш ніж досягти детектора NISP пройшло через фільтр, який дає змогу визначити яскравість на певній інфрачервоній довжині хвилі.
Тестове зображення, отимане у процесі введення в експлуатацію приладу NISP. Спектрометр і фотометр ближнього інфрачервоного діапазону (NISP) «Евкліда» призначений для вимірювання кількості світла, яке випромінюють галактики на окремих довжинах хвиль. Він фотографуватиме небо в інфрачервоному світлі (900—2000 нм) для вимірювання яскравості та інтенсивності світла. Це зображення було зроблено, щоб перевірити, чи сфокусований прилад належним чином. Це необроблене зображення, отримано за допомогою фільтра «Y» NISP. На ньому видно деякі небажані артефакти — наприклад, космічні промені, що пронизують його поперек (їх особливо видно на зображенні від VIS). Телескоп «Евклід» збирав світло протягом 100 секунд, щоб приймач NISP міг створити це зображення. Очікується, що під час наукової роботи він буде накопичувати світло приблизно вп’ятеро довше, реєструючи набагато більше віддалених галактик. Перш ніж досягти детектора, NISP пропускає вхідне світло через фотометричний фільтр або спектрометричну призму. На цьому зображенні світло від телескопа «Евклід» пройшло через фотометричний фільтр. Фото з сайту www.esa.int.
Тестове зображення, отимане у процесі введення в експлуатацію приладу NISP. Спектрометр і фотометр ближнього інфрачервоного діапазону (Near-Infrared Spectrometer and Photometer, NISP) призначений для вимірювання кількості світла, яке випромінюють галактики на окремих довжинах хвиль. Він робитиме знімки неба в інфрачервоному світлі (900—2000 нм), щоб виміряти яскравість та інтенсивність світла. Це зображення було зроблено у процесі введення в експлуатацію телескопа «Евклід», щоб перевірити, чи сфокусований прилад належним чином. Зображення ліворуч показує повне поле зору NISP, а праворуч — збільшений знімок (4% від повного поля зору NISP). Світлина демонструє надзвичайний рівень деталізації, якого вже досяг інструмент NISP. Ми бачимо спіральні та еліптичні галактики, близькі та далекі зорі, зоряні скупчення та багато іншого. Але площа неба, яку покриває зображення, насправді становить лише приблизно чверть площі повного Місяця. Фото з сайту www.esa.int.
На цьому другому зображенні світло від телескопа «Евклід» пройшло через призму, перш ніж досягти детектора. Цей пристрій розділяє світло від кожної зорі та галактики за довжиною хвиль, тому кожна вертикальна смуга світла на зображенні є однією зіркою чи галактикою. Цей особливий погляд на Всесвіт дає нам змогу визначити, з чого складається кожна галактика і оцінити її відстань до Землі.
Тестове зображення, отимане у процесі введення в експлуатацію приладу NISP (режим призми). Перш ніж досягти детектора, NISP пропускає вхідне світло через фотометричний фільтр або спектрометричну призму. На цьому зображенні світло від телескопа «Евклід» пройшло через призму, яка розділяє світло від кожної зорі та галактики за довжиною хвиль. Ця інформаця дає змогу визначити тип галактики та відстань до неї. Фото з сайту www.esa.int.
Науковець з приладів NISP Кнуд Янке (Knud Jahnke) сказав: «Ми бачили змодельовані зображення, ми бачили зображення лабораторних тестів — мені все ще важко повірити, що ці зображення тепер справжній Всесвіт. Так докладно, просто неймовірно».
Науковий спеціаліст з приладів NISP Вільям Ґіллард (William Gillard) додав: «Кожне нове зображення, яке ми отримуємо, залишає мене вкрай здивованим. І я визнаю, що мені подобається відчувати благоговіння від інших у кімнаті, коли вони дивляться на ці дані».
На шляху до науки
Варто ще раз зазначити, що ці знімки — незважаючи на те, що вони гарні — все ще є ранніми тестовими зображеннями, зробленими для перевірки інструментів і перегляду того, як космічний телескоп можна налаштувати й удосконалити. Оскільки вони здебільшого не оброблені, на них присутні деякі небажані артефакти — наприклад, космічні промені, які пронизують їх поперек (це особливо видно на зображенні від VIS). Консорціум «Евклід» зрештою перетворить спостережні дані з довготривалою експозицією на готові для науки зображення, які не містять артефактів, є більш деталізованими та чіткими як бритва.
Протягом наступних кількох місяців ESA та підрядні організації виконуватимуть всі тести і перевірки, потрібні для того, щоб Euclid працював якомога краще. Наприкінці цієї «фази введення в експлуатацію та перевірки ефективності» почнеться справжня наука. Тоді ESA опублікує новий набір зображень, щоб продемонструвати, на що здатна місія.
Тим часом слідкуйте за блогом Euclid, який регулярно оприлюднює новини про введення в експлуатацію космічного телескопа «Евклід».
За інф. з сайту www.esa.int
