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欧几里得太空望远镜示意图。 (ESA官网)

11月7日,欧洲航天局(ESA)公布了欧几里得太空任务的首批全彩图像。这些照片不仅展示了宇宙的壮丽景象,也预示着这个望远镜有望揭开暗物质和暗能量的奥秘。

欧几里得太空任务是ESA"宇宙愿景计划"中的一个子任务,旨在探索"暗宇宙",即占宇宙95%的暗物质和暗能量。该任务联盟由来自13个欧洲国家、美国、加拿大和日本的300家研究机构的2000多名科学家组成。

今年7月1日,欧几里得望远镜从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角太空基地乘坐SpaceX猎鹰9号火箭发射升空,并到达距离地球100万公里外的日地拉格朗日点2。此后数月,科学家和工程师一直在紧张地测试和校准欧几里得上的科学仪器。目前,该团队正在对航天器进行最后一次微调,欧几里得将于2024年初开始例行科学观测。

欧几里得太空望远镜项目科学家雷内·劳雷斯介绍,这个任务可以看作是欧洲航天局的盖亚(Gaia)任务的延续。盖亚正在绘制银河系及其恒星和卫星星系的地图,而欧几里得的视野更加广阔,"它可以回溯到100亿年前,观测宇宙中最古老的一些星系,从而创建一个反映宇宙物质分布的地图,以帮助我们寻找到那些难以探测的物质和能量"。

ESA科学主任卡罗尔·蒙代尔教授解释,暗物质使星系的旋转速度比可见物质本身所能解释的要快,暗能量也正在推动宇宙的加速膨胀。欧几里得望远镜将让宇宙学家首次得以研究这些"相互竞争的黑暗奥秘"。

未来六年,欧几里得望远镜将以前所未有的精度和灵敏度,观测100亿光年外的数十亿个星系的形状、距离和运动,并由此创建有史以来最大的宇宙3D地图。

据ESA介绍,欧几里得太空望远镜能够创建视野广阔且非常清晰的可见光和红外图像。此次公布的首批宇宙观测图像不仅视觉效果震撼,而且极具科学价值。它展示了欧几里得太空望远镜及其所携带载荷的优异性能,天文学家可以借此来研究宇宙中的物质分布及其在最大尺度上的演化,由此可能揭示宇宙中未知的暗物质与暗能量。

欧几里得获取的每张图像都包含了大量宇宙深处的新信息。欧几里得联盟负责人亚尼克·梅利耶表示,接下来的几个月里,欧几里得联盟的科学家将分析这些图像,并发表一系列科学论文。

据悉,欧几里得的数据库将每年发布一次,并将通过位于西班牙的欧洲空间天文学中心的天文科学档案馆提供给全球科学界。

欧几里得所拍摄下的英仙座星系团可谓是天文学的一场革命。该图像显示了属于英仙座星系团的约1000个星系,以及背景中更远的10万多个星系,每个星系都包含多达数千亿颗恒星。通过绘制这些星系的分布和形状,天文学家将能够更多了解暗物质是如何塑造我们今天所看到的宇宙的。

欧几里得太空望远镜拍摄的英仙座星系团彩色图像(新华社发)

英仙座星系团距离地球2.4亿光年,所包含的数千个星系浸泡在巨大的热气体云中。天文学家认为,像这样的星系团只有在宇宙中存在暗物质的情况下才能形成——如果没有暗物质存在,星系将均匀地分布在整个宇宙中。

引力导致暗物质形成丝状结构,通常被称为"宇宙网"。暗物质细丝之间的交叉点使星系紧密地"粘"在一起,形成星系团。这种宇宙网广布在整个宇宙中。

欧几里得拍摄到了大量被称为"矮星系"的光芒极其微弱的星系,主要由较古老的恒星组成,距离我们约100亿光年。根据宇宙学模拟,宇宙中应该包含比我们迄今为止发现的更多的矮星系。

这些暗弱星系在星系团和背景中表现出的明显扭曲形状,将会透露出暗物质在星系团和整个宇宙中的分布情况,这种效应称为"弱透镜"。

此外,这张英仙座图像还拍摄到了星系团核心星系之间的微弱光。通过研究这种星团内的光,科学家们可以追溯星团的历史,也可了解暗物质的分布方式。

作者:杨馥溪/编译

文:杨馥溪/编译 图:新华社、ESA官网 编辑:许琦敏 责任编辑:任荃

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