Расширяющаяся Вселенная

Еще 20-30 лет назад ученые думали, что Вселенная состоит из обычного вещества: протонов, нейтронов и электронов. Теперь мы знаем, что это составляет всего 4% энергетического баланса Вселенной. Остальное состоит из двух загадочных компонентов, темной энергии и темной материи, которые вызывают ускорение расширения Вселенной и которые не могут быть адекватно объяснены нашими текущими знаниями фундаментальной физики.

Великобритания сыграла центральную роль в концепции и развитии Евклида. Космическое агентство Великобритании инвестировало 37 миллионов фунтов стерлингов в миссию, поддерживая британскую науку мирового класса и финансируя исследовательские группы в 7 различных учреждениях по всей Великобритании, чтобы внести свой вклад в миссию Евклида.

Производством и эксплуатацией формирователя изображений Euclid для видимого света, VIS, руководит Лаборатория космических исследований Малларда Университетского колледжа Лондона, и исследователи по всей стране разработали конвейеры обработки данных для анализа данных, включая анализ гравитационного линзирования, который позволит создать карты темных областей. материал из изображений VIS. Узнайте больше из информационного бюллетеня ESA Mission

Узнайте больше из информационного бюллетеня ESA Mission

Что будет делать Евклид?

Евклид — это миссия Европейского космического агентства среднего класса, которая должна быть запущена 1 июля 2023 года. Ее цель — лучше понять природу темной материи и темной энергии путем картирования «Темной Вселенной» и точного измерения ускорения расширения Вселенной. Вселенная.

На борту космического корабля «Евклид» будет два научных прибора, которые будут использовать специальные методы для ответа на ключевые вопросы о нашей Вселенной.

• Как распределена темная материя во Вселенной?
• Какова история расширения Вселенной?
• Что это говорит нам о природе темной энергии?
• Как формируются крупномасштабные структуры во Вселенной?

Что будут измерять приборы?

Двумя методами будут слабое гравитационное линзирование и барионные акустические колебания (БАО). Они будут использоваться для измерения форм и искажений галактик, рассказывая нам о распределении и эволюции темной энергии и темной материи.

Слабое линзирование будет использоваться для измерения искажений изображений галактик из-за гравитации. BAO — это модели покачивания, отпечатанные в скоплении галактик, которые действуют как стандарт, по которому измеряется расширение Вселенной. В частности, для слабой линзы требуется формирователь видимого изображения, который может обеспечить чрезвычайно высокое качество изображения — любые оптические искажения, вызванные оптическими системами прибора, должны быть откалиброваны, чтобы любые измеренные искажения были вызваны гравитацией.

Научные инструменты

Для изучения природы темной энергии и темной материи Евклид будет нести два научных инструмента, каждый из которых будет создан консорциумом европейских партнеров:

• устройство формирования изображений видимого диапазона (VIS) под руководством Великобритании в лаборатории космических наук Малларда (MSSL)
• спектрометр и фотометр ближнего инфракрасного диапазона (NISP, во главе с Францией)

Главным исследователем VIS является профессор Марк Кроппер из MSSL. Команда MSSL отвечает за управление консорциумом приборов, который спроектировал и построил различные подсистемы для VIS. MSSL также несет прямую ответственность за разработку детекторной цепочки прибора (считывающая электроника, получающая данные от датчиков и связанных с ними источников питания).

Детекторы с зарядовой связью (ПЗС) предоставлены компанией Teledyne e2v в Челмсфорде по контракту с ЕКА. Flight Instrument был доставлен в ESA для интеграции и испытаний в 2020 году, а затем начнется интеграция с космическим кораблем для заключительной кампании экологических испытаний, чтобы подтвердить готовность к запуску.

Как в этом участвует Великобритания?

Космическое агентство Великобритании выделило на разработку Euclid 37 миллионов фунтов стерлингов.

Во время 6-летней миссии космический корабль подвергнется бомбардировке радиацией в космосе, что повредит чувствительные ПЗС-детекторы. Чтобы поддержать разработку MSSL, Открытый университет провел моделирование и симуляции, чтобы понять, как это радиационное повреждение влияет на работу прибора. Это обеспечит точную интерпретацию научных данных.

Euclid будет генерировать беспрецедентный объем научных данных (850 Гбит сжатых данных в день), и чтобы справиться с этим, Euclid будет использовать связь K-диапазона, чтобы обеспечить необходимую высокую скорость загрузки.

Помимо ведущей роли в VIS, Великобритания также играет важную роль в развитии наземного сегмента для Euclid. Это включает в себя Центр научных данных в Эдинбурге и ведущую роль в измерениях и анализе сдвига, важнейшем элементе науки Евклида. Профессор Энди Тейлор из Эдинбургского университета возглавляет разработку наземного сегмента в Великобритании при участии исследовательских групп из Оксфордского университета, Кембриджского университета, Университета Портсмута, Университетского колледжа Лондона, MSSL, Открытого университета и Даремского университета.