В погоне за неизведанным: 1 июля стартует космическая миссия «Евклид». Тысячи ученых исследуют темную материю и составят крупнейшую 3D-карту космоса

За чем следить

• Европейское космическое агентство завершает подготовку к запуску в космос миссии «Евклид» на ракете Falcon 9: он состоится 1 июля в 11:11 утра (18:11 мск) с мыса Канаверал во Флориде. 
• Цель шестилетней миссии «Евклид» — составить крупнейшую 3D-карту космоса, а также изучить миллиарды галактик, чтобы «найти следы темной материи и темной энергии», которые вместе составляют 95% Вселенной. В миссии задействовано более 2 тыс. ученых. Они также должны будут найти ответ на вопрос, почему расширение Вселенной ускоряется. На данный момент неизвестную причину этого явления исследователи называют «темной энергией». 
• Ожидается, что 1 июля «Евклид» отправится в месячное путешествие к первой точке наблюдения и достигнет ее в начале августа. Эта точка находится в 100 км от Земли. 
• К маю 2027 года к «Евклиду» присоединится еще один космический телескоп — аппарат NASA «Нэнси Грейс Роман». Агентство будет вести прямую трансляцию запуска миссии на сайте.

Как это работает

• В рамках миссии «Евклид» в космос отправят телескоп, диаметр основного зеркала которого составляет 1,2 метра. Конструкция разработана таким образом, чтобы обеспечить максимальную термическую и механическую стабильность во время наблюдений. Область, выбранная для наблюдений, находится вдали от Млечного Пути и плоскости Солнечной системы: так ученые смогут избежать помех от звезд и пыли этих космических регионов. Основной объект исследования — далекие галактики.
• В космос 1 июля отправятся еще два научных прибора: оптическая камера (VIS), а также спектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона (NISP). VIS сможет делать фотографии большого участка неба с высоким разрешением, чтобы ученые смогли изучить распределение галактик, их форму, размер и яркость. Камера VIS, разработанная командой из Университетского колледжа Лондона, занимает центральное место в миссии «Евклид», поскольку за один день способна «показать больше Вселенной», чем космический телескоп «Хаббл» за 25 лет, отмечает The Guardian. 
• NISP, в свою очередь, создан для сбора информации о физических свойствах галактик, включая химический состав, температуру и скорость расширения. Эти сведения необходимы для понимания того, как галактики формировались и взаимодействовали во время космической эволюции. 
• И обсерватория «Евклид», и «Роман» предназначены для изучения причин ускоренного расширения Вселенной. По словам ученых, они «дополняют друг друга». Так, «Евклид» будет наблюдать за огромной площадью — примерно 15 тыс. кв. градусов (около трети неба), но «с меньшей детализацией, чем «Роман», говорится на сайте NASA. Телескоп американского агентства, в свою очередь, будет исследовать Вселенную «с гораздо большей глубиной и точностью», но на меньшей площади — около 2 тыс. кв. градусов (одна двадцатая неба). 

Детали

• И «Евклид», и «Роман» будут собирать информацию о темной материи для изучения одного из ее проявлений — слабого гравитационного линзирования. Это явление, при котором масса невидимой и неизвестной для ученых субстанции «искривляет» время и пространство. 
• Линзирование заставляет луч света искривляться, когда он проходит путь от галактик к телескопу, создавая едва заметные искажения в формах этих галактик. Анализируя искажения галактик в разное время и на разных расстояниях, ученые смогут сделать вывод о том, где скрывается темная материя и как она повлияла на эволюцию космоса, и в результате составят карту распределения темной материи. 
• Точные измерения с помощью телескопов должны помочь ученым определить, какая из многочисленных теорий темной материи и темной энергии наиболее реалистична. Один из членов миссии, руководитель команды ученых, которые работали над созданием VIS, Марк Кроппер отметил, что «оказаться в 2023 году и не знать, из чего состоит большая часть Вселенной — это фундаментальная проблема». Кроппер подчеркнул, что у исследователей сегодня есть много теорий, но без необходимых данных «трудно добиться прогресса». По его словам, это «все равно что жить в Средневековье». 

История вопроса

• В 1927 году бельгийский математик и астроном Жорж Леметр обнаружил, что Вселенная расширяется с момента своего рождения, этот факт подтвердили и исследования астрофизика Эдвина Хаббла. Но ученые ожидали, что гравитация материи во Вселенной постепенно замедлит это расширение. 
• В 1990-х годах, изучая сверхновые звезды, ученые обнаружили, что около 6 млрд лет назад темная энергия начала усиливать свое влияние на Вселенную, но никто не знает, как и почему. Факт, что этот эффект ускоряется, означает, что в нынешней «картине космоса» ученым не хватает чего-то фундаментального, считают в NASA.
• В начале XXI века сразу несколько научных групп с невозможной ранее точностью определили возраст Вселенной. На сегодняшний день он составляет 13,8 млрд лет. Исследователям также удалось оценить параметры расширения Вселенной. Оказалось, что на темную материю, которая не вступает в электромагнитные взаимодействия (то есть не испускает свет), приходится 23% Вселенной. Она оказывает гравитационное воздействие и влияет на движение звезд в галактиках. Еще 73% составляет темная энергия, физическая природа которой остается загадкой для исследователей. 

Фото обложки: Stephane Corvaja / ESA