欧洲航天局的欧几里得(Euclid)任务,作为宇宙视野(Cosmic Vision)计划的重要一环,于2023年7月1日,在佛罗里达州卡纳维拉尔角,伴随着SpaceX猎鹰9号火箭的轰鸣,成功升空。这一中型探测任务肩负着前所未有的使命——深入探索“黑暗宇宙”的奥秘。
欧几里得的任务核心,是观测数十亿个星系,这些星系分布在广袤的宇宙中,最远的距离可达100亿光年。通过这些观测,科学家将能够绘制出宇宙有史以来最详尽的3D地图。这张地图不仅将展现宇宙的壮丽景象,更将为天文学家和宇宙学家提供宝贵的资料,以追踪宇宙的演化历程,解开暗物质和暗能量这两大谜团。
在任务初期,欧几里得就展现出了其卓越的观测能力。2023年11月和2024年5月,欧几里得发布了首批观测图像,这些图像的质量令人瞩目。而到了2024年10月15日,在米兰举行的国际宇航大会(IAC)上,欧几里得更是公布了其首张宇宙大地图。这张2080亿像素的马赛克拼图,由260次观测数据拼接而成,观测时间跨度从2024年3月25日至4月8日。虽然这只是欧几里得六年任务中广泛调查的冰山一角(仅占1%),但它已经足够让人对最终的地图充满期待。
欧几里得任务的主要目标,是测量暗物质和暗能量对宇宙的影响。这两个概念自20世纪60年代以来就一直困扰着天文学家。当时,天文学家发现星系的旋转曲线与它们所含物质的数量不符,从而推测存在一种神秘的、看不见的质量(即暗物质)。而到了20世纪90年代,哈勃太空望远镜的观测又揭示了宇宙膨胀速度随时间加速的现象(即暗能量)。欧几里得将通过观测数十亿个星系的形状、距离和运动,提供对过去100亿年间星系质量和宇宙膨胀的最准确估计。
在这张马赛克图中,我们还可以看到银河系的复杂结构以及其他众多星系的身影。图中还呈现了一种有趣的特征——在银河系中,恒星之间看起来像云的东西,这些云在太空的背景下呈现出浅蓝色。这是星际介质(ISM)的气体和尘埃,它们在银河系尺度上被称为“银河卷云”。欧几里得的超灵敏光学相机——可见光仪器(VIS),由36个4000 x 4000像素的电荷耦合器件(CCD)组成,能够捕捉到这些云反射自银河系的光。
欧几里得财团由来自欧洲、美国、加拿大和日本300个研究所的2000多名科学家组成,他们共同负责提供任务所需的仪器和进行数据分析。这一国际合作项目不仅展示了人类探索宇宙的雄心壮志,也体现了科学无国界的合作精神。