Egy új, nagy teljesítményű európai űrteleszkóp minden eddiginél közelebb viszi a csillagászokat egy régóta húzódó kérdés megválaszolásához: vajon a táguló világegyetem örökké tágul-e? Uniós kutatások ennek kapcsán a sötét energiának nevezett titokzatos erő tanulmányozzák, számol be erről a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja.
Forrás: ESA
Az Euklidesz nevű teleszkópot tavaly július 1-jén indították útjára, és a Földtől 1,5 millió kilométerre lévő állomáshelyéről a sötét univerzumot figyeli. A közeli infravörös és látható fényben vizsgálva az Euklidész mintegy 10 milliárd galaxisról készít felvételeket, hogy megértse mind a sötét energiát – amely az univerzum tágulását hajtja -, mind a sötét anyagot, amely együttesen az univerzumban lévő anyag túlnyomó részét teszi ki.
Óriás térkép készül az űrbeli anyag eloszlásáról
A sötét energia egy titokzatos erő, amely a 13,8 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanás óta mozgathatja a világegyetem tágulását. A sötét anyag egy láthatatlan anyagforma, amelyet a galaxisokra gyakorolt gravitációs hatásai alapján észlelünk, de közvetlenül soha nem sikerült megfigyelni.
A tudomány jelen állása szerint a világegyetem 68 százaléka sötét energiából, 27 százaléka sötét anyagból áll és csupán 5 százaléka származik közönséges anyagból. A világegyetem első két rejtélyes összetevőjéről azonban a csillagászoknak, kozmológusoknak igazából fogalmuk sincs, hogy mik lehetnek.
Az i. e. 300 körül élt görög matematikusról, a geometria megalapítójáról, Euklideszről elnevezett űrtávcső célja, hogy megoldja a fizika egyik kihívását: az idők kezdete óta a sötét anyagból és a sötét energiából eredő világegyetem szerkezetének példátlan pontossággal történő megértését. A teleszkóp ereje akkora, hogy remélhetően a világegyetem más rejtélyeit is feltárja majd – a távoli napok körül keringő bolygók tanulmányozásától a Tejútrendszerben található, csillagoknál kisebb objektumok felfedezéséig.
A Leideni Egyetem kozmológusai irányítják az Observational Cosmology Using Large Imaging Surveys, azaz OCULIS nevű, tavaly szeptemberben uniós támogatással indult projektet, mely alapvetően egy óriási térképet készít az anyag eloszlásáról az univerzumban.
Az Euklidesz a térképet a fény galaxisok körüli elhajlásának mérésével fogja felépíteni – ezt a folyamatot gyenge gravitációs lencsézésnek nevezik. Ez teszi lehetővé a galaxisokat körülvevő sötét anyag mennyiségének és az univerzumban való eloszlásának mérését. Az eredmény a galaxisok és a sötét anyag közötti kapcsolatok, valamint az egyes galaxisokban található csillagok számának és a gázmennyiségnek a jobb megértése lesz. A sötét energia pontosabb mérését az Euklidesz által megfigyelt világegyetem puszta térfogata teszi lehetővé és az új távcső két nap alatt annyit tud felmérni, mint a Hubble űrteleszkóp a világűrben eltöltött 30 év alatt.
Miért gyorsul a világegyetem tágulása
Az egyes galaxisok mérése új információkkal szolgál majd az univerzum tágulási sebességéről, amely másodpercenként nagyjából 70 kilométer, de úgy tűnik, hogy ez a folyamat a sötét energia hatására egyre gyorsul. Az Euklidesz arra az alapvető kérdésre szeretné megadni a választ, hogy miért gyorsul a tágulás.
Az Európai Űrügynökség (ESA) eredeti terve az volt, hogy a teleszkópot 2022-ben egy orosz rakétával indítják el. Ukrajna 2022 februárjában történt orosz inváziója után az ESA azonban megszakította kapcsolatait Oroszországgal, és a távcsövet a SpaceX Falcon 9 rakétája vitte az űrbe, ahol 1,2 méter széles főtükörrel és széles látómezővel tanulmányozza a világegyetemet. Ez azt jelenti, hogy a teleszkóp minden egyes felvétele 2,5-szer nagyobb területet fed le, mint a telehold mérete.
A Kanári-szigeteki Asztrofizikai Intézetből irányított SUBSTELLAR elnevezésű uniós projekt is az új űrtávcső eredményeire épül. Célja, hogy az Euklidesz segítségével a Tejútrendszerben rejtőzködő, csillagoknál kisebb objektumok után kutasson. Az úgynevezett szubsztelláris objektumok közé olyan égitestek tartoznak, mint a barna törpék – olyan csillagok, amelyek sosem nyertek elég tömeget ahhoz, hogy magjukban beinduljon a fúzió – és a Jupiter tömegének többszörösét kitevő óriásbolygók.
A Hubble és a James Webb űrteleszkópoknál sokkal szélesebb „szemmel” rendelkező Euklidesz rengeteg ilyen kategóriájú égitestet tudhat felfedezni. A szakemberek előrejelzése szerint öt éven belül félmillió ilyen objektumot találnak, ami százszor több, mint amennyit eddig felfedeztek.
Kutatás a csillag nélküli bolygók után
Ezek között lehetnek az első olyan szubsztelláris objektumok, amelyek a Tejútrendszer külső régióiban találhatók, és amelyek a galaxis 13 milliárd éves történetében nagyon korán kialakulhattak. Az ilyen égitestek voltaképpen a bolygók és a csillagok közötti hiányzó láncszemként jellemezhetők. Ez azért is lényeges, mert addig nincs teljes képünk a csillag- és bolygóképződésről, amíg nem értjük, mi van a kettő között.
Az új űrtávcső talán még arra is képes lesz, hogy a Szaturnusz tömegéig terjedő méretű bolygókat fedezzen fel, amelyek néhány ilyen szubsztelláris objektum körül keringenek – ilyeneket még soha nem fedeztek fel -, valamint olyan bolygókat, amelyek szabadon lebegnek az űrben, nem pedig egy csillag körül keringenek. Ilyet már láttak a csillagászok, de az új űrtávcső sokszorosára növelhetné az ilyen bolygók számát és változatosságát. Az Euklidesz hat évre tervezett elsődleges küldetése során szerzett galaxisfelmérési adatok zömét három nagy tételben fogják közzétenni, az elsőt 2026-ban, de a jövőben lehetőség lesz a megfigyelések meghosszabbítására. Miután a teljes körű tudományos megfigyelések most kezdődnek, az első valódi eredményekre még több mint egy évet kell várni, de a kutatók több meglepetésre számítanak.
