Ένα διαστημικό τηλεσκόπιο, το Ευκλείδης, θα ερευνήσει το σκοτεινό σύμπαν

Η Ευρώπη έδωσε το τελικό πράσινο φως για μια διαστημική αποστολή με σκοπό να διερευνήσει το «σκοτεινό σύμπαν». Το τηλεσκόπιο Ευκλείδης θα κοιτάξει βαθιά μέσα στο σύμπαν για ενδείξεις της φύσης της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Αυτά τα φαινόμενα κυριαρχούν στο Σύμπαν, και όμως οι επιστήμονες παραδέχονται ότι δεν ξέρουν σχεδόν τίποτα γι ‘αυτά.

Το Ευκλείδης θα κατασκευαστεί από τον ESA για να διεξάγει έρευνες κάπου 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη στη «νυχτερινή πλευρά» του

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) πήρε την απόφαση του για τον Ευκλείδη σε μια πρόσφατη συνάντηση των κρατών μελών του στο Παρίσι. Το διαστημικό τηλεσκόπιο πρέπει να είναι έτοιμο για εκτόξευση το 2019.

Δεκατρείς ευρωπαϊκές χώρες, 1000 επιστήμονες και 100 περίπου ινστιτούτα κι εργαστήρια συμμετέχουν στην αποστολή EUCLID.

Το κόστος για την κατασκευή, την εκτόξευση και τη λειτουργία του Ευκλείδη αναμένεται να είναι λίγο πάνω από 600 εκατ. ευρώ. Τα κράτη μέλη θα προσφέρουν επίσης την κάμερα του Ευκλείδη στα ορατά μήκη κύματος καθώς και εκείνη στο εγγύς υπέρυθρο φάσμα / φασματόμετρο, ανεβάζοντας το πιθανό κόστος του όλου εγχειρήματος πάνω ​​από τα 800 εκ. ευρώ.

Οι ΗΠΑ θα συνεισφέρουν στην αποστολή περίπου το 5% του κόστους της, κατασκευάζοντας τους υπέρυθρους ανιχνευτές που απαιτούνται για τον Ευκλείδη.

Ο Ευκλείδης επιλέχθηκε ως μια «μεσαίας κατηγορίας» αποστολή, που σημαίνει ότι το κόστος της θα έπρεπε να είναι κοντά στα 475 εκ. ευρώ. Το γεγονός ότι τα κράτη μέλη πρόκειται να βάλουν κι άλλα 125 εκατ. ευρώ πέρα ​​από την "τιμή στόχο", δίνει μια ένδειξη του πόσο πολύ σπουδαία θεωρείται αυτή η αποστολή.

Ένα βασικό καθήκον του τηλεσκοπίου θα είναι να χαρτογραφήσει την κατανομή της σκοτεινής ύλης, η ύλη που δεν μπορεί να ανιχνευθεί άμεσα, αλλά που οι αστρονόμοι ξέρουν ότι είναι εκεί έξω λόγω των βαρυτικών επιδράσεων της πάνω στην ύλη που μπορούμε να δούμε.

Οι γαλαξίες, για παράδειγμα, δεν θα μπορούσαν να διατηρούν το σχήμα τους αν δεν ήταν παρούσα μια επιπλέον «μάζα». Αυτή θεωρείται ότι είναι η σκοτεινή ύλη – οτιδήποτε κι αν αυτή είναι.

Παρόλο που το υλικό αυτό δεν μπορεί να φανεί άμεσα, το τηλεσκόπιο αυτό μπορεί να σχεδιάσει την κατανομή του αναζητώντας το πώς αυτή η μάζα του υλικού αυτού κάμπτει το φως που προέρχεται από τους απόμακρους γαλαξίες. Το Hubble μας την σχεδίασε για ένα μικρό κομμάτι στον ουρανό – εύρους μόλις δύο μοίρες.

Ο Ευκλείδης, θα σχεδιάσει την κατανομή της σε 15.000 τετραγωνικές μοίρες του ουρανού – λίγο πάνω από το ένα τρίτο όλου του ουρανού.

Η σκοτεινή ενέργεια αποτελεί ένα πολύ διαφορετικό πρόβλημα, και είναι αναμφισβήτητα ένα από τα σημαντικά εκκρεμή ζητήματα που αντιμετωπίζει η επιστήμη του 21ου αιώνα.

Αυτή η μυστηριώδης δύναμη φαίνεται να επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος. Η αναγνώριση της ύπαρξης και της ισχύος της το 1998 έδωσε σε τρεις επιστήμονες το Βραβείο Νόμπελ πέρυσι.

Ο Ευκλείδης θα ερευνήσει το φαινόμενο της σκοτεινής ενέργειας με τη χαρτογράφηση της τρισδιάστατης κατανομής των γαλαξιών.

Τα μοτίβα στα μεγάλα κενά που υπάρχουν μεταξύ των γαλαξιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα είδος "κριτηρίου" για τη μέτρηση της διαστολής μέσα στο χρόνο.

Και πάλι, οι επίγειες έρευνες έχουν γίνει μόνο για μικρούς όγκους του ουρανού. Έτσι, το τηλεσκόπιο Ευκλείδης θα μετρήσει τις ακριβείς θέσεις περίπου δύο δισεκατομμυρίων γαλαξιών μέχρι περίπου 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Ευκλείδης θα δώσει στην Ευρώπη ένα σημαντικό προβάδισμα σε ένα βασικό τομέα της αστροφυσικής. Οι Αμερικανοί θα ήθελαν κι αυτοί να πετάξουν τη δική τους εκδοχή του Ευκλείδη, αλλά δεν υπάρχουν χρήματα στον προϋπολογισμό της NASA επί του παρόντος για να γίνει αυτό το πρότζεκτ.

Μια βασική διαφορά μεταξύ του σχεδιασμού των ΗΠΑ και του Ευκλείδη θα ήταν να κάνει χρήση των σουπερνόβα άστρων, ως δείκτες για τη μέτρηση του ρυθμού διαστολής του Σύμπαντος.

Αυτή ήταν και η προσέγγιση που χρησιμοποίησαν οι νικητές του Νόμπελ Saul Perlmutter και Adam Riess των ΗΠΑ και Brian Schmidt της Αυστραλίας. Δεν είναι η τεχνική που σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσει ο Ευκλείδης, αλλά ο καθηγητής Nichol δήλωσε ότι θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε κάποιο άλλο στάδιο.

Το Hubble χρησιμοποίησε τον  "ασθενή βαρυτικό εστιασμό" για να σχεδιάσει τον χάρτη της σκοτεινής ύλης

"Αυτή η επιλογή είναι ακόμα υπό συζήτηση," λέει. "Θα μπορούσε να γίνει στο τέλος της κύριας αποστολής, αν έχουμε μια επέκταση της αποστολής. Θα μπορούσαμε επίσης να κάνουμε κάποιες εργασίες με σουπερνόβα κατά τη διάρκεια της αποστολής. Εάν ορισμένα τμήματα του ουρανού που θέλουμε να δούμε, δεν είναι δεκτικά αμέσως, θα μπορούσαμε να πάμε σε αναζητήστε των σουπερνόβα.

“Πιστεύω ότι θα μπορούσαμε να κάνουμε μια φανταστική έρευνα σουπερνόβα, καθώς και οι νικητές του βραβείου Νόμπελ  συμμετέχουν κι αυτοί στο σχεδιασμό του Ευκλείδη. Είναι εξαίρετοι επιστήμονες και θα ήταν φοβερό να τους έχουμε μαζί μας."

Επιστήμονες από το Ηνωμένο Βασίλειο θα φτιάξουν την ψηφιακή κάμερα του τηλεσκοπίου – μία από τις μεγαλύτερες φωτογραφικές μηχανές που θα έχουν τεθεί ποτέ στο διάστημα.

Το όργανο αυτό θα παράγει εικόνες του ουρανού πάνω από 100 φορές μεγαλύτερες από ότι μπορεί το Hubble. Αυτό θα ελαχιστοποιήσει την ποσότητα των εικόνων που θα "συρραφτούν" για να φτιάξουν τους χάρτες του Ευκλείδη, πράγμα που καθιστά ευκολότερο τον εντοπισμό ορισμένων από τις ανεπαίσθητες επιδράσεις που οι αστρονόμοι προσπαθούν να ανιχνεύσουν. 

Πηγή: BBC