2023 年 11 月 7 日

 

• 歐幾里得任務首次提供來自我們宇宙附近區域的圖像。
• 這款探測器專門用於觀測比詹姆斯·韋伯望遠鏡紅外線相機所能觀測到的大一百倍以上的天空區域。
• 透過這些影像，歐幾里得證明探測器、望遠鏡和科學儀器已經準備好研究太空中的暗物質和暗能量。
• 重點：太空旅行、太空探索

 

來自歐洲太空探測器歐幾里得的第一批影像提供了對我們宇宙附近區域的深入了解。太空望遠鏡以前從未能夠使用單張影像以如此清晰度對如此大的天空區域進行成像。「第一批圖像超出了我們的預期——而這只是開始，」博士解釋道。亞歷山德拉·羅伊 (Alessandra Roy)，德國太空中心 (DLR) 德國太空總署歐幾里德專案經理。歐幾里得由此證明探測器、望遠鏡和科學儀器已經為實際任務做好了準備：研究太空中的暗物質和暗能量。

 

歐幾里得觀測到的天空區域比詹姆斯·韋伯望遠鏡大一百多倍

人們對歐幾里得的期望很大：在短短六年內，歐洲太空總署的歐空局探測器預計將勘測超過三分之一的天空，並繪製出宇宙中星系分佈的三維圖，跨越百億光年。這種分佈類似於一個巨大的宇宙網，其中星系團似乎透過重力般的線相互連接。為了實現這一目標，望遠鏡和儀器的主要設計目的是在每張影像中捕捉盡可能大的天空部分。「歐幾里得的分辨率低於哈伯太空望遠鏡，」博士解釋道。羅伊. “相反，該探測器專門用於觀測比詹姆斯·韋伯望遠鏡紅外線相機所能觀測到的大一百倍以上的天空區域。”

科學家希望利用這些記錄來研究暗物質和暗能量以前未知的性質。這兩個組成部分約佔 95%，構成了宇宙的主要部分。歐幾里德資料的目的是精確地確定這些成分的性質，以便完善目前公認的宇宙學理論，並在必要時識別廣義相對論中的偏差。

 

英仙座星系團圖像中有超過 50,000 個星系

歐幾里得的前五張照片之一是英仙座星系團的照片。這個結構是宇宙中質量最大的物體之一。X射線觀測已經證明那裡存在暗物質。該星團包含大量嵌入巨大過熱氣體雲中的星系。歐幾里德在影像中拍攝了超過 50,000 個星系，其中一些星係以前從未在影像中見過。此任務將主要捕捉背景星系的形狀。利用這種形狀的扭曲，天文學家可以測量星系和太陽系之間發現的暗物質的數量。

背景星系形狀的扭曲是一種眾所周知的效應。它是由位於星系和觀察者之間的像玻璃透鏡一樣的大質量物體的影響引起的。這種現象可以用廣義相對論來解釋，稱為弱重力透鏡。該任務將利用這一現象並在整個調查過程中測量數十億個星系形狀的扭曲。此外，歐幾里得還將研究這些星系的空間分佈以及它們在過去一百億年中如何變化。透過這種方式，研究人員希望找出暗能量如何影響宇宙的膨脹。

 

科學儀器在「隱藏星系」之前穿透宇宙雲

「隱藏星系」(IC 342) 的影像顯示了歐幾里德近紅外光譜儀和光度計 (NISP) 與可見光儀器 (VIS) 結合的性能。這個星系的名字來自於這樣一個事實：它位於銀河系圓盤後面，因此在可見光中被我們星系中的氣體和塵埃遮擋。然而，紅外光可以穿透這些宇宙雲。這張影像顯示了銀河系中各個恆星和星團的許多細節。「雖然宇宙學是這次任務的主要目標，但歐幾里德數據將提供有關恆星和星系（包括銀河系）物理學的寶貴信息，」博士說。羅伊. 也計劃研究馬頭星雲，這是最著名和最近的恆星形成區域。在這裡，歐幾里得可以發現像木星這樣的新氣態巨行星以及早期階段的恆星。

該任務於2023 年 7 月 1 日由美國太空公司 SpaceX 的獵鷹 9 號火箭從美國卡納維爾角航天港發射升空。探測器於7月底抵達距離地球150萬公里的最終位置，投入運作後開始收集數據。計劃於 2025 年首次發布 Euclid 數據。在此之前，歐幾里德聯盟的科學家將對這些影像進行分析和評估。

 

歐幾里得—歐洲使命及其合作夥伴

Euclid 是歐洲太空總署 (ESA) 「宇宙願景」計畫的第二個 M 級任務。服務艙和衛星平台由義大利泰雷茲阿萊尼亞航太公司提供。NISP 和 VIS 兩種儀器由 14 個 ESA 成員國以及加拿大、日本和美國組成的財團提供，涉及 2,600 名科學家。酬載模組由空中巴士防務與航太公司（法國）負責。

NISP 儀器的研究是與海德堡馬克斯·普朗克天文學研究所和加興馬克斯·普朗克地外物理研究所合作進行的。此外，慕尼黑路德維希馬克西米利安大學、波昂萊茵弗里德里希威廉大學和波鴻魯爾大學等機構也參與了歐幾里得的軟體開發。德國的研究機構和大學正在貢獻大量財政資源。

德國是 ESA 科學計畫的最大捐助者，因此為該任務貢獻了約 21% 的資金。德國太空中心 (DLR)代表聯邦經濟事務和氣候保護部(BMWK) 負責協調德國歐空局 (ESA) 的貢獻。此外，它還透過國家太空計畫為 NISP 部分儀器和數據處理軟體以及數據中心提供超過 6000 萬歐元的資金，直到六年任務結束。

 

[照片]

(A) 獵戶座的馬頭星雲

獵戶座的馬頭星雲是一大片由氣體和塵埃組成的冷雲的一部分，呈現白橙色。影像下半部的霧中出現了馬頭形狀的橙色雲。這個星雲像繭一樣包裹著年輕的恆星。許多其他望遠鏡也捕捉到了馬頭星雲的圖像。但他們中沒有一個能夠僅透過這樣的一次觀察就產生如此清晰和廣泛的圖像。

(B) 英仙座星系團

英仙座星系團在影像中心可見，看起來像大星系，周圍有黃色和白色的光暈。這張影像的背景充滿了數十萬個更遠的星系，顏色範圍從白色到黃色到紅色（對於最遙遠的物體）。這張影像展示了歐幾里得在一次曝光中捕捉大面積天空的極其清晰影像的能力。此彩色影像是透過結合近紅外光譜儀和光度計 (NISP) 以及可見光儀器 (VIS) 儀器的數據獲得的。

(C) 「隱藏銀河」（IC 342）的裁切影像

IC 342 是一個大型螺旋星系，類似銀河系，從正面看呈現白色和粉紅色。 在照片中，整個影像中恆星的顏色範圍從藍色（年輕的恆星）到白色到黃色和紅色（較老的恆星）。

(D) 星系 NGC 6822

NGC 6822 是一個不規則星系。 不規則星系具有不尋常的形狀，這可能是由於星系之間的碰撞造成的。 此類星系通常包含較老和較年輕的恆星，取決於原始星系的屬性和組成。 在 NGC 6822 中，恆星僅含有少量的較重“金屬元素”，這些元素是它們在其生命過程中產生的，因此在早期宇宙中並不常見。 近紅外光譜儀和光度計（NISP）儀器將使研究這些類型星系的恆星形成歷史成為可能。

(E) 球狀星團 NGC 6397

球狀星團是穩定的、被引力緊密束縛的星團，由數萬到數百萬顆恆星組成，存在於各種星系中，是宇宙中最古老的天體之一。因此，它們包含許多關於其宿主星系的歷史和演化的線索。對 NGC 6397 來說，這是銀河系。歐幾里得數據可用於非常精確地計算星團如何繞著我們的星系運行。因此，這些數據提供了有關暗物質在銀河系中如何分佈的資訊。