2023 年 6 月 28 日
- 2023年7月1日，歐洲歐幾里得太空望遠鏡計劃從美國卡納維拉爾角航天港發射到第二拉格朗日點。
- 歐幾里得正在尋找宇宙中兩個巨大的未知數——暗物質和暗能量。
- 德國航天中心 (DLR) 的德國航天局負責協調德國歐空局 (ESA) 的貢獻。此外，它還從國家空間計劃中獲得了超過6000萬歐元的資金支持該望遠鏡的兩台儀器之一。
- 焦點：太空旅行、宇宙學、太陽系探索
亞歷山大的歐幾里得被認為是幾何學“之父”。在他最著名的著作《幾何原本》中，他匯集了當時的數學知識，以統一的方式呈現出來，並創造了嚴格的論證路線，成為後來數學的典範。因此，許多結構、定理和證明都以歐幾里得命名——現在也以太空望遠鏡命名。歐洲航天局ESA計劃於 2023 年 7 月 1 日搭乘美國太空公司SpaceX的獵鷹 9 號火箭發射歐幾里得任務科學家希望更多地了解宇宙的幾何形狀如何根據其所含的物質和能量而變化。經過四個星期的旅程後，這架重約兩噸的望遠鏡將繞第二拉格朗日點（L2）運行，該點距離地球 150 萬公里，與太陽的方向相反。L2是所謂的日地系統平衡點，它跟隨地球繞太陽公轉。德國是歐空局科學計劃的最大捐助者，因此為歐幾里得任務貢獻了約 21%。德國航天局代表聯邦經濟和氣候保護部(BMWK)，是 DLR 的一部分負責協調德國歐空局的捐款。此外，它還通過國家空間計劃為望遠鏡的兩台儀器之一（包括數據處理軟件和數據中心）提供超過 6000 萬歐元的資金，直到六年任務結束。
“歐洲歐幾里得任務將幫助天文學家解開宇宙學中未解之謎。就像它的著名同名者一樣，歐洲太空望遠鏡將利用宇宙的幾何形狀來尋找暗物質和暗能量。這些組件共同構成了我們宇宙的 95%。然而，迄今為止，他們的秘密仍然不為我們所知。通過歐幾里得，歐洲將與我們來自加拿大、日本和美國的合作夥伴一起，為將光明帶入宇宙的黑暗做出貢獻。” Walther Pelzer，DLR 董事會成員兼 DLR 德國航天局局長。
暗物質和暗能量——宇宙方程中的兩個巨大的未知數
歐空局的普朗克任務證實，我們生活在一個平坦的宇宙中，也稱為歐幾里得宇宙，它正好位於永久膨脹和坍縮之間的分界線上。這種現象取決於宇宙中所有物質的密度。但宇宙中所有可見物質（主要是星系團和恆星）僅占平坦宇宙所需質量的 5%。因此，在宇宙方程中，在可見物質旁邊一定存在一些未知的東西——一些不與光相互作用的東西。這種物質被天文學家稱為“暗物質”。
埃德溫·哈勃 (Edwin Hubble) 在 1929 年觀察到星係正在遠離我們，而且更遠的星係比附近的星系退行得更快。這一觀察提供了宇宙正在膨脹的證據。1998年，後來的諾貝爾獎獲得者索爾·珀爾穆特（Saul Perlmutter）、布萊恩·施密特（Brian Schmidt）和亞當·里斯（Adam Riess）發現，宇宙的這種膨脹甚至可能在過去的一百億年裡再次加速。這一發現對宇宙學具有巨大的影響，因為為了解釋這種加速，宇宙方程中缺少另一個未知數。一定存在負壓將宇宙推開：天文學家將這種未知的“暗能量”稱為“暗能量”。
NISP 和 VIS – 使用兩種儀器探索未知事物
“歐幾里得將回顧宇宙一百億年的過去，研究宇宙的幾何形狀和生長。其中，太空望遠鏡在三個維度上繪製了大部分天空中暗物質的分佈，並檢查了暗能量在這段時間內發揮重要作用的星系團的分佈。為此，太空探測器配備了一台望遠鏡和兩台儀器，即近紅外光譜儀和光度計（NISP）以及可見光儀器（VIS）。” 亞歷山德拉·羅伊 (Alessandra Roy)，德國航天中心德國航天局歐幾里得項目經理。
該望遠鏡直徑為1.2米，將光的紅外部分（波長：900至2000納米）引導至NISP儀器。它還將可見光（波長：550 至 900 納米）反射到 VIS 儀器中。為了實現科學目標，歐幾里得科學家需要知道所觀測星系的亮度與其在可見光和紅外波長中的距離的函數關係。這是通過 VIS 和作為 NISP 一部分的近紅外光度計來實現的。近紅外光譜儀接管星系團中“氫指紋”的測量，以測量宇宙膨脹的變化。
歐幾里得如何為黑暗宇宙帶來光明
為了探索宇宙的性質和空間分佈，通過“弱引力透鏡”效應來測量暗物質。這種效應源於愛因斯坦的廣義相對論，根據該理論，每個大質量物體都會像彈性表面上的球一樣彎曲其周圍的空間。如果在觀察遙遠的星係時暗物質沿著視線，我們會看到星系形狀扭曲。通過研究這種扭曲，歐幾里得將繪製暗物質在三個維度上的質量分佈圖。
作為測量宇宙膨脹率的標準指標，歐幾里得將測量星系團之間的距離。通過確定成對星系之間的距離，天文學家可以找出兩個星系彼此在一定距離內的頻率。天文學家知道，今天兩個星系之間的距離最有可能約為 5 億光年。這個尺度在早期階段就被“印在”宇宙上，並隨著宇宙的膨脹而發生變化。這種效應稱為“重子聲振盪”。歐幾里得將進行星係紅移調查，測量所觀測星系中數千萬個氫光譜，回溯數百億年，
歐幾里得——歐洲使命及其合作夥伴
Euclid 是歐洲航天局“宇宙願景”計劃的第二個 M 級任務。服務艙和衛星平台由泰雷茲阿萊尼亞宇航公司提供。這兩種儀器由 14 個 ESA 成員國（比利時、丹麥、德國、法國、芬蘭、意大利、荷蘭、挪威、奧地利、葡萄牙、羅馬尼亞、瑞士、西班牙和英國）、加拿大、日本和美國，有 2,600 名科學家參與其中。有效載荷模塊由空中客車公司負責。它包括望遠鏡、熱控系統、精控傳感器和國際歐幾里得財團貢獻的兩台科學儀器。
NISP 儀器的研究由位於加興的馬克斯·普朗克地外物理研究所與海德堡的馬克斯·普朗克天文學研究所合作領導。此外，慕尼黑的路德維希馬克西米利安大學、波恩的萊茵弗里德里希威廉大學和波鴻魯爾大學為歐幾里得開發了軟件，並投入了大量的財政資源。其他貢獻來自英國天文學技術中心、法國原子能和能源替代品委員會以及美國噴氣推進實驗室。德國是歐空局科學計劃的最大捐助者，因此為該任務貢獻了約 21%。德國航天局代表聯邦經濟和氣候保護部 (BMWK) 負責協調德國歐空局在 DLR 的貢獻。此外，它還通過國家空間計劃為望遠鏡的兩台儀器之一（包括數據處理軟件和數據中心）提供超過 6000 萬歐元的資金，直到六年任務結束。