Łowca ciemnej materii gotowy do startu. Niedługo Falcon 9 wyniesie obserwatorium nazwane imieniem Euklidesa

W tym artykule:

1. Zagadkowa ciemna materia i energia
2. Jak zobaczyć niewidzialne
3. Lustra z kosmicznej ceramiki
4. Misja Euclid potrwa 6 lat

Euclid ma wystartować na szczycie rakiety Falcon 9 SpaceX z Cape Canaveral Space Force Station na Florydzie 1 lipca o godz. 17.11 naszego czasu. Obserwatorium ma badać kosmos w bliskiej podczerwieni, a cel nowej misji Europejskiej Agencji Kosmicznej jest bardzo ambitny. Euclid będzie mapować geometrię materii we Wszechświecie, głównie w postaci rozkładu galaktyk. Ma to pozwolić dowiedzieć się więcej o składnikach Wszechświata, których nie widzimy – ciemnej energii i ciemnej materii.

Zagadkowa ciemna materia i energia

Ciemną energią określa się hipotetyczną formę energii, mającą wypełniać całą przestrzeń. Ma ona wywierać tzw. ujemne ciśnienie, przyspieszając tym samym tempo rozszerzania się Wszechświata. Jest to jedno z pojęć wprowadzonych w celu wyjaśnienia przyspieszania ekspansji kosmosu oraz tzw. problemu brakującej masy we Wszechświecie.

Natomiast mianem ciemnej materii określa się hipotetyczną materię nieemitującą i nieodbijającą promieniowania elektromagnetycznego. Jej istnienie zdradzają jedynie wywierane przez nią efekty grawitacyjne. Według danych zebranych na podstawie obserwacji dużych struktur kosmicznych, ciemna materia stanowi ok. 27 proc. bilansu masy i energii Wszechświata.

Pierścienie Einsteina odsłonią tajemnicę ciemnej materii? Na razie wskazują, że może być inna niż sądzono

Badanie światła zakrzywianego przez galaktyki może pomóc rozwiązać jedną z najważniejszych zagadek fizyki. Czyli wyjaśnić, czym jest ciemna materia – podstawowy składnik, z którego zb...

Nowoczesne obserwatorium, za którym stoją dwie potężne kosmiczne marki, czyli Thales Alenia Space oraz Airbus Defence and Space, ma badać zasięg i wpływ ciemnego wszechświata w większym stopniu niż kiedykolwiek wcześniej. Według twórców, obserwatorium pomoże zrozumieć początkową ekspansję Wszechświata i wyjaśnić, dlaczego ta ekspansja przyspiesza.

Jak zobaczyć niewidzialne

– Ciemna energia i ciemna materia ujawniają się poprzez dość subtelne zmiany, jakich dokonują w wyglądzie obiektów w widzialnym Wszechświecie. Tylko w ten sposób możemy je obserwować – powiedział René Laureijs, naukowiec projektu Euclid, podczas niedawnego briefingu Europejskiej Agencji Kosmicznej.

René Laureijs wskazał na zjawiska, takie jak soczewkowanie grawitacyjne, które uwidacznia odległe obiekty poprzez efekty grawitacyjne dużego obiektu na pierwszym planie. Euclid będzie w stanie zobaczyć te efekty wyraźniej niż jakiekolwiek obserwatorium przed nim. Będzie działał w głębokim kosmosie, 1,5 miliona kilometrów od Ziemi, w tzw. punkcie Lagrange’a Ziemia-Słońce 2 (L2). Tym samym, w którym operuje Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.

Dwa instrumenty specjalizujące się w detekcji fal podczerwonych i długości fal wizualnych będą współpracować w celu zobrazowania dużych połaci nieba. Dzięki temu uczeni mają wywnioskować, gdzie może znajdować się niewidzialna ciemna materia, obserwując jej wpływ na widzialne obiekty.

– Pole widzenia teleskopu wynosi pół stopnia kwadratowego nieba na raz. To naprawdę dużo, nawet w porównaniu z ogromnymi teleskopami kosmicznymi Hubble’a i Webba – powiedział Will Percival, główny koordynator naukowy misji Euclid na kanadyjskim Uniwersytecie Waterloo.

Lustra z kosmicznej ceramiki

„Oko” Euklidesa ma średnicę 1,2 metra. Wszystkie sześć luster obserwatorium oraz sam teleskop – składający się z ponad 30 części wraz z lustrami – a także ponad 10 części składających się na spektrometr i fotometr bliskiej podczerwieni misji, są wykonane z tego samego materiału. Nie ze szkła, ale z ceramiki naturalnie występującej tylko w kosmosie.

To węglik krzemu (SiC). Jest on jednym z najtwardszych znanych materiałów. Używa się go do produkcji narzędzi skrawających, wysokowydajnych hamulców, a nawet kamizelek kuloodpornych. Jednocześnie węglik krzemu jest znacznie lżejszy od szkła. Jest podobny do metalu, ponieważ ma wysoką przewodność cieplną. Jednak, w przeciwieństwie do metali, może ulegać ekstremalnym zmianom temperatury bez deformacji. To czyni go bardzo atrakcyjnym dla astronomii kosmicznej.

SiC jest stosunkowo powszechny w kosmosie. Powstaje z połączenia krzemu i węgla przy braku tlenu. Niewielkie jego ilości znaleziono w meteorytach. Na Ziemi został po raz pierwszy zsyntetyzowany jako sztuczny substytut diamentu.

Misja Euclid potrwa 6 lat

Uruchomienie sondy Euclid potrwa około ośmiu miesięcy, w co wliczony jest już miesięczny tranzyt do L2. Działając w stabilnych warunkach grawitacyjnych, które minimalizują zużycie paliwa, Euklides dokładnie przetestuje swoje instrumenty i systemy, zanim zostanie w pełni włączony około kwietnia 2024 r. Zakładając oczywiście, że uruchomienie nastąpi na czas i przebiegnie bezproblemowo.

Obserwatorium Euclid ma działać przez co najmniej sześć lat. Start rakiety można śledzić na żywo na YouTube.

Źródło: ESA.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.