SPHEREx aloittaa tehtävänsä

NASAn uusi maailmakaikkeuttahavaitseva tutkimusluotain SPHEREx on valmistunut ja sen on määrä lähteä avaruuteen helmikuun 27. päivänä yhdessä PUNC-avaruusobservatorioiden kanssa SpaceX yhtiön Falcon 9 kantoraketilla. Lähtöpaikka on Vandenberg Space Force Base Kaliforniassa.

Havainnekuva SPHEREx -observatoriosta Maata kiertävällä radalla. Kuva NASA/JPL.

Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer (SPHEREx) -tehtävä on suunniteltu kaksivuotiseksi, ja sen rahoitus on 242 miljoonaa dollaria (ei sisällä laukaisukustannuksia).

Observatorio tekee havaintoja sekä optisessa että lähi-infrapuna-valossa. Tähtitieteilijät keräävät tehtävän avulla tietoja yli 450 miljoonasta galaksista sekä yli 100 miljoonasta tähdestä omassa Linnunradassamme. Jotkut kohteet ovat niin kaukana, että niiden valo on kestänyt 10 miljardia vuotta saapuakseen Maahan. Linnunradasta kartoitetaan vettä ja orgaanisia molekyylejä tähtijoukoista ja erityisesti tähtien syntymisalueilta.

Tavoitteet

SPHEREx tekee havainnot koko taivaan alalta kuuden kuukauden välein käyttäen Maan satelliiteista ja Marsin avaruusaluksista omaksuttuja tekniikoita. Tehtävä luo kartan koko taivaasta 102 eri aallonpituusalueilta, mikä ylittää huomattavasti aiempien koko taivaan kattavien karttojen aallonpituuksien määrän. Se myös yksilöi kohteita, joita voidaan havaita yksityiskohtaisemmin muilla avaruusobservatorioilla, kuten NASAn James Webb -avaruusteleskoopilla ja Wide Field Infrared Survey Telescope -teleskoopilla.

SPHEREx on NASA:n Medium Explorer -tehtävä, jonka tarkoituksena on

· kartoittaa inflaation fysiikkaa mittaamalla inflaation jälkiä aineen kolmiulotteisessa laajamittaisessa jakautumisessa
· jäljittää galaktisen valontuotannon historiaa mittaamalla syvällä monikaistaisella mittauksella suuren mittakaavan klusteroitumista
· tutkia veden ja biogeenisten jäiden runsautta ja koostumusta tähtien ja planeettakiekkojen muodostumisen alkuvaiheissa.

SPHERExillä saadaan lähi-infrapunan 0,75 – 5,0 µm:n spektrejä koko taivaalta. Se toteuttaa yksinkertaisen instrumenttirakenteen, jossa on yksi havaintomoodi, jolla kartoitetaan koko taivas neljä kertaa sen nimellisen 25 kuukauden mittaisen tehtävän aikana. SPHERExillä on myös vahvaa tieteellistä synergiaa muiden operaatioiden ja observatorioiden kanssa, ja sen tuloksena syntyy rikas spektriarkisto, josta on hyötyä lukuisissa tieteellisissä tutkimuksissa.

SPHEREx-avaruusteleskooppi valottaa inflaatioksi kutsuttua kosmista ilmiötä.

Ensimmäisen 10^-36 sekunnin aikaan alkuräjähdyksen jälkeen maailmankaikkeuden koko kasvoi 10²⁴ -kertaiseksi. Tämä inflaatioksi kutsuttu lähes hetkellinen tapahtuma tapahtui lähes 14 miljardia vuotta sitten, ja sen vaikutukset näkyvät nykyään universumin aineen laajamittaisessa jakautumisessa. Kartoittamalla yli 450 miljoonan galaksin jakautumisen SPHEREx auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin tämän äärimmäisen kosmisen tapahtuman taustalla olevaa fysiikkaa.

Observatorio mittaa lähellä ja kaukana sijaitsevien galaksien yhteistä loistetta.

Tutkijat ovat yrittäneet arvioida kaikkien galaksien kokonaisvalotehoa kosmisen historian aikana tarkkailemalla yksittäisiä galakseja ja ekstrapoloimalla ne maailmankaikkeuden triljooniin galakseihin. SPHEREx-avaruusteleskooppi käyttää toisenlaista lähestymistapaa ja mittaa kaikkien galaksien kokonaisvalonhehkua, mukaan lukien galaksit, jotka ovat liian pieniä, liian hajanaisia tai liian kaukana, jotta muut teleskoopit voisivat helposti havaita niitä. Yhdistämällä tämän kokonaishehkun mittaaminen muiden teleskooppien yksittäisiä galakseja koskeviin tutkimuksiin tutkijat saavat täydellisemmän kuvan kaikista maailmankaikkeuden tärkeimmistä valonlähteistä.

Linnunradasta etsitään elämän keskeisiä rakennusaineita.

Elämää sellaisena kuin me sen tunnemme, ei olisi olemassa ilman veden ja hiilidioksidin kaltaisia perusaineita. SPHEREx-observatorio on suunniteltu etsimään näitä molekyylejä jäätyneinä tähtienvälisissä kaasu- ja pölypilvissä, joissa tähdet ja planeetat muodostuvat. Tehtävä määrittää näiden jäisten yhdisteiden sijainnin ja runsauden galaksissamme, mikä antaa tutkijoille paremman käsityksen niiden saatavuudesta vasta muodostuvien planeettojen raaka-aineissa.

Rakennekaavio SPHEREx:n suojakartiosta ja havaintolaitteistosta. Kuva NASA/JPL.

SPHEREx lisää NASAn avaruusteleskooppien ainutlaatuisia vahvuuksia.

NASAn Hubblen ja Webbin kaltaiset avaruusteleskoopit ovat zoomanneet maailmankaikkeuden moniin kolkkiin ja näyttäneet meille planeettoja, tähtiä ja galakseja korkealla resoluutiolla. Mutta joitakin kysymyksiä - kuten kuinka paljon valoa kaikki maailmankaikkeuden galaksit yhdessä säteilevät? - voidaan vastata vain tarkastelemalla kokonaisuutta. Tätä varten SPHEREx-observatorio tuottaa karttoja, jotka kattavat koko taivaan. SPHERExin havaitsemia tieteellisesti kiinnostavia kohteita voidaan sitten tutkia tarkemmin Hubblen ja Webbin kaltaisilla kohdennetuilla teleskoopeilla.

SPHEREx-observatorio tekee kaikkien aikojen värikkäimmän koko taivaan kartan.

SPHEREx-observatorio "näkee" infrapunavalon. Ihmissilmä ei voi havaita tätä aallonpituusaluetta, ja se on ihanteellinen tähtien ja galaksien tutkimiseen. Spektroskopiaksi kutsutun tekniikan avulla teleskooppi voi jakaa valon sen eri väreihin (yksittäisiin aallonpituuksiin) ja näin mitata kosmisten kohteiden etäisyyttä ja saada tietoa niiden koostumuksesta.

SPHERExin spektroskooppisen kartan avulla tutkijat voivat havaita todisteita galaksissamme olevista kemiallisista yhdisteistä, kuten vesijäästä. He eivät ainoastaan mittaa maailmankaikkeutemme galaksien lähettämän valon kokonaismäärää, vaan myös havaitsevat, kuinka kirkas tämä kokonaishehku oli kosmisen historian eri vaiheissa. Lisäksi he kartoittavat satojen miljoonien galaksien 3D-sijainnit tutkiakseen, miten inflaatio on vaikuttanut maailmankaikkeuden nykyiseen laajamittaiseen rakenteeseen.

Avaruusaluksen kartiomainen rakenne auttaa sitä pysymään kylmänä ja näkemään heikot kohteet.

Tehtävän infrapunateleskoopin ja -ilmaisimien on toimittava noin –210 °C lämpötilassa. Tämä johtuu osittain siitä, että ne eivät pysty tuottamaan omaa infrapunavaloa, joka saattaisi peittää kosmisten lähteiden heikon valon. Kylmänä pitämiseksi ja samalla avaruusaluksen suunnittelun ja toiminnan yksinkertaistamiseksi SPHEREx käyttää täysin passiivista jäähdytysjärjestelmää - sähköä tai jäähdytysaineita ei käytetä normaalin toiminnan aikana. Keskeistä tämän saavutuksen mahdollistamisessa on kolme kartiomuotoista fotonisuojaa, jotka suojaavat teleskooppia Maan ja Auringon lämmöltä, sekä suojien alla oleva peilirakenne, joka ohjaa lämpöä laitteesta ulos avaruuteen. Nämä fotonisuojat antavat avaruusalukselle sen tunnusomaiset ääriviivat.

Havaintolaitteet

SPHEREx:n teleskoopin kaaviollinen rakenne. Valo kulkee pääpeilin M1 jälkeen kahden apupeilin  M2 ja M3 kautta. Sen jälkeen on edessä säteenjakaja joka jakaa aallonpituuden perusteella saapuvan valon eri havaintoinstrumentteihin. Yläkuvassa on teleskoopin kokoonpano ja kuvakentän jakaminen eri aallonpituuksiin kiinteiden suodattimien avulla. Kuva NASA/JPL.

SPHEREx on toteutettu yksinkertaisella ja vankalla rakenteella, joka maksimoi aallonpituuksien läpimenon. Tämä tapahtuu ilman liikkuvia osia, lukuun ottamatta aukon kannen kertaluonteista poistamista.

SPHERExin suunnittelussa käytetyt ominaisuudet ovat osoittautuneet tehokkaiksi aiemmissa tehtävissä, ja niihin kuuluvat muun muassa seuraavat:

· 20 cm:n täysalumiininen teleskooppi, jossa on laaja 3,5° x 11° laaja kuvakenttä, joka on jaettu kahdesti säteenjakajan kautta.
· Kuusi 2K x 2K HgCdTe-ilmaisinrivistöä. Nämä H2RG-matriisit on hyväksytty James Webb -avaruusteleskoopin avaruushavaintoja varten, ja ne perustuvat pitkään menestyksekkääseen historiaan avaruuslaitteissa, joissa on käytetty pienempiä matriiseja.
· Kuusi lineaarista läpäisevää suodatinta (LVF) spektrien tuottamiseen. Kunkin lähteen spektri saadaan liikuttamalla teleskooppia LVF:n aallonpituuden vaihtelusuunnassa erillisin askelin. Tätä menetelmää demonstroitiin New Horizonsin LEISA-järjestelmällä, jolla saatiin erinomaisia spektrikuvia Jupiterista ja Plutosta.

Kansainvälinen yhteistyö

SPHERExin tutkija tohtori Jamie Bock johtaa tutkimusta. Kalifornian teknologiainstituutti ja Jet Propulsion Laboratory kehittävät SPHERExin hyötykuorman. Avaruusaluksen toimitti BAE Systems (aiemmin Ball Aerospace).

Korea Astronomy and Space Science Institute toimitti kryogeenisen testikammion, joka ei lennä. Tiedot asetetaan julkisesti saataville infrapunakäsittely- ja analyysikeskuksen kautta.

Caltech/JPL:n ja kansainvälisten tutkijoiden lisäksi SPHEREx-tiimiin kuuluu tutkijoita eri puolilta maata sijaitsevista yliopistoista ja tutkimuslaitoksista. Mukana ovat mm. UC Irvine, Ohion valtionyliopisto, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Arizonan valtionyliopisto, Arizonan yliopisto, Rochesterin teknillinen korkeakoulu, Argonnen kansallinen laboratorio ja Johns Hopkinsin yliopisto.

 

 

EUCLID-LUOTAIN HAVAINNOI PIMEÄN AINEEN JA PIMEÄN ENERGIAN VAIKUTUKSIA

 Heinäkuun 1. päivänä (2023) Euroopan avaruusjärjestö ESA lähetti onnistuneesti Euclid-luotaimen, jonka tehtävänä on maailmankaikkeuden pimeän aineen ja pimeän energian vaikutusten havaitseminen. Luotaimen tekemät havainnot voivat paljastaa ennennäkemättömiä näkymiä maailmankaikkeuden rakenteesta ja kehityksestä.

Taiteilijan näkemys Eukleides-tehtävästä avaruudessa. Euclid on suunniteltu havaitsemaan kaukaisia ja laajoja kohteita, jotta tutkijat voisivat vastata joihinkin universumiamme koskeviin perustavanlaatuisimpiin kysymyksiin: Mitä ovat pimeä aine ja pimeä energia? Mikä rooli niillä oli kosmisen verkon muodostumisessa? Tehtävä luetteloi miljardeja kaukaisia ​​galakseja skannaamalla taivaan halki sen herkän kaukoputken avulla. Kuva ESA.

Euclidin tehtävänä on kerätä tietoa pimeästä aineesta, mystisestä aineesta, joka muodostaa noin 27% maailmankaikkeudesta, sekä pimeästä energiasta, joka vastaa noin 68% maailmankaikkeuden kokonaismassasta. Observatorion avulla tutkijat pyrkivät ymmärtämään pimeän aineen ja pimeän energian vuorovaikutusta ja vaikutusta maailmankaikkeuden laajenemiseen.

"Euclidin tavoitteena on vastata yhteen tärkeimmistä kysymyksistä, jotka meillä on kosmologiassa: Mikä on pimeän aineen ja pimeän energian luonne? Miten ne vaikuttavat maailmankaikkeuden rakenteeseen ja kehitykseen? Näitä vastauksia tarvitaan syvällisemmän käsityksen saavuttamiseksi universumista", kertoo ESA:n tiedottaja Maria Rodriguez.

Luotain on varustettu isolla peilikaukoputkella ja erittäin herkillä kamerajärjestelmillä, jotka voivat tarkkailla laajoja taivaan alueita. Euclid suorittaa kolme päätehtävää: havaitsee satoja miljoonia galakseja, kartoittaa niiden kolmiulotteista jakaumaa ja tarkkailee galaksien muutoksia ajan suhteen. Nämä mittaukset auttavat tutkijoita rakentamaan yksityiskohtaisen kuvan maailmankaikkeuden rakenteesta ja sen laajenemisen historiasta.

Vaikka Euclidin päätavoite on pimeän aineen ja pimeän energian ymmärtäminen, sen mittauksista voi olla hyötyä myös muille tieteenaloille. Luotain voi auttaa tutkijoita selvittämään galaksien evoluutiota, kuinka ne syntyvät ja kehittyvät ajan myötä. Lisäksi Euclid tarjoaa tietoa universumin suurista mittakaavoista ja sen muotoutumisesta aikojen saatossa.

Euclidin ensimmäiset kuvat on vastaanotettu, ja tutkijat ovat jo innoissaan näistä. Kuvat esittävät massiivisia galaksirykelmiä ja valtavia tyhjätiloja maailmankaikkeudessa. Nämä ensimmäiset kuvat ovat vasta alkua, ja odotamme innolla, mitä muuta Euclid paljastaa tulevissa havainnoissaan.

"Olemme erittäin iloisia nähdessämme ensimmäiset kuvat Euclidilta. Ne ovat jo nyt antaneet meille arvokasta tietoa kosmoksen rakenteesta ja auttaneet varmistamaan, että luotain toimii suunnitellusti", Rodriguez sanoo.

Euclid-luotaimen odotetaan pysyvän avaruudessa useita vuosia, mikä antaa tutkijoille runsaasti aikaa kerätä tietoa ja purkaa maailmankaikkeuden arvoituksia. EU:n, ESA:n ja kansainvälisen tieteellisen yhteisön odotukset ovat korkealla, ja odotamme innolla sitä, mitä tulevaisuus tuo tullessaan tämän kunnianhimoisen avaruuslennon suhteen.

Havaintolaiteet

Euclid-luotaimen VIS (Visible Imaging) -instrumentti on yksi tärkeimmistä työkaluista, jonka avulla tutkijat tarkastelevat maailmankaikkeuden galakseja ja niiden jakaumaa. VIS-kamera on suunniteltu havaitsemaan näkyvää valoa laajalla alueella taivaasta, mikä mahdollistaa suuren määrän tarkkoja havaintoja.

Euclidin VISible instrumentti (VIS) kuvaa taivasta näkyvässä valossa (550–900 nm) ottaakseen teräviä kuvia miljardeista galakseista ja mitatakseen niiden muotoja. Tämä kuva on otettu Euclidin käyttöönoton aikana sen tarkistamiseksi, että kohdistettu VIS-instrumentti toimii odotetulla tavalla. Koska se on suurelta osin prosessoimaton, jää jäljelle joitain ei-toivottuja kohteita – esimerkiksi kosmiset säteet, jotka näkyvät kuvissa suorina viivoina. Euclid Consortium muuttaa viime kädessä pidempään valotetut tutkimushavainnot tieteellisesti valmiiksi kuviksi, jotka ovat artefaktittomia, yksityiskohtaisempia ja veitsenteräviä.

Tämä ensimmäinen VIS-kuva on jo täynnä yksityiskohtia; näemme spiraali- ja elliptisiä galakseja, lähellä olevia ja kaukaisia ​​tähtiä, tähtijoukkoja ja paljon muuta. Mutta sen peittämä taivaan pinta-ala vain noin neljännes täydenkuun halkaisijasta. Euklidesin kaukoputki keräsi valoa 566 sekuntia, jotta VIS pystyi luomaan tämän kuvan. Kuva ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA. 

Kun Euclid aloitti tieteelliset havaintonsa, sen VIS-instrumentti otti ensimmäiset upeat kuvat, jotka kuvastivat galaksien rikasta monimuotoisuutta ja suuria rakenteita. Nämä tarkat kuvat paljastavat eri galaksien muotoja, värejä ja niiden sijoittumista suhteessa toisiinsa.

VIS-kameran laaja kuvakenttä ja herkkä havaitsemiskyky ovat mahdollistaneet massiivisten galaksirykelmien havaitsemisen. Galaksirykelmät ovat massiivisia, ja ne ovat yhteydessä toisiinsa gravitaation välityksellä. Näiden rykelmien tutkiminen auttaa tutkijoita ymmärtämään, miten galaksit muodostuvat ja liikkuvat avaruudessa.

Lisäksi VIS-instrumentti on havainnut suuria tyhjätiloja, joissa galakseja on harvassa tai niitä ei ole lainkaan. Nämä galaksien väliset tyhjät alueet, joita kutsutaan myös supervoidoiksi, ovat avainasemassa ymmärrettäessä maailmankaikkeuden rakenteen muodostumista. Supervoidit auttavat tutkijoita ymmärtämään, miten galaksit järjestyvät suurien avaruuden rakenteiden, kuten lankamaisen ja kalvomaisen rakenteen, muodostamiseksi.

Yhä tarkemmat VIS-kuvat auttavat myös tutkijoita erottelemaan erilaisia galaksityyppejä ja niiden ominaisuuksia. Kuvista voidaan tunnistaa esimerkiksi spiraaligalakseja, elliptisiä galakseja ja linssejä, mikä antaa vihjeitä galaksien kehityksestä ja evoluutiosta.

Euclidin VIS-instrumentti on saavuttanut ennennäkemättömän herkkyyden, mikä mahdollistaa myös havainnot hyvin himmeistä galakseista ja kaukaisista kohteista. Nämä havainnot auttavat ymmärtämään maailmankaikkeuden alkuaikoja ja sen kehitystä ajan suhteen.

Vaikka ensimmäiset VIS-instrumentin ottamat kuvat ovat jo nyt olleet vaikuttavia, tutkijat odottavat innolla tulevia havaintoja, kun luotain jatkaa toimintaansa Lagrangen (L2) pisteen haloradalla. Euclidin mittaukset ja kuvat tuovat merkittävää lisäarvoa kosmologian ja avaruuden tutkimukselle ja avaavat uusia mahdollisuuksia ymmärtää maailmankaikkeuden kauneutta ja monimutkaisuutta.

Euroopan avaruusjärjestön ja koko tieteellisen yhteisön odotukset ovat korkealla Euclid-luotaimen suhteen, ja sen VIS-instrumentti tulee varmasti tarjoamaan paljon uutta tietoa ja jännittäviä havaintoja lähivuosina. Euclidin lähettäminen avaruuteen on merkittävä askel kohti pimeän aineen ja pimeän energian arvoitusten selvittämistä, ja se voi viedä meitä askelen lähemmäksi ymmärrystä maailmankaikkeuden perusolemuksista.

Euclid-luotaimen infrapuna-alueen kamera on yksi sen tärkeimmistä instrumenteista, joka tarjoaa arvokasta tietoa maailmankaikkeuden salaisuuksista. Infrapuna on sähkömagneettisen spektrin alue, joka on näkyvän valon alapuolella ja mahdollistaa havainnot, joita ei voi tehdä perinteisen näkyvän valon kameran avulla.

Euclidin Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP) -instrumentti on omistettu galaksien kullakin aallonpituudella lähettämän valon määrän mittaamiseen. Se kuvaa taivaan infrapunavalossa (900 – 2 000 nm) valon kirkkauden ja voimakkuuden mittaamiseksi. Tämä kuva on otettu Euclidin käyttöönoton aikana sen tarkistamiseksi, että tarkennettu instrumentti toimii odotetulla tavalla.

Tämä on raakakuva, joka on otettu NISP:n Y-suodattimella. Tämä ensimmäinen NISP-kuva on jo täynnä yksityiskohtia; näemme spiraali- ja elliptisiä galakseja, lähellä olevia ja kaukaisia ​​tähtiä, tähtijoukkoja ja paljon muuta. Mutta sen peittämä taivaan pinta-ala on itse asiassa vain noin neljännes täydenkuun leveydestä ja korkeudesta.

Euklidesin kaukoputki keräsi valoa 100 sekunnin ajan, jotta NISP pystyi luomaan tämän kuvan. Nimellisen toiminnan aikana sen odotetaan sieppaavan valoa noin viisi kertaa pidempään ja paljastaen monia kauempana olevia galakseja. Kuva ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA.

Infrapuna-aallonpituudet ovat pidempiä kuin näkyvän valon, mikä tarkoittaa, että ne voivat tunkeutua pölyn ja kaasun läpi helpommin. Tämä on erityisen tärkeää, kun tarkastellaan galakseja ja muita kaukaisia kohteita, jotka saattavat olla peitettyinä avaruuden pölypilvillä. Infrapuna mahdollistaa myös havainnot, jotka paljastavat kohteiden lämpösäteilyä, joka on hyödyllinen tieto galaksien koostumuksesta ja ominaisuuksista.

Infrapunakameran avulla Euclid voi tarkastella erilaisia kohteita, kuten tähtijoukkoja, kaasupilviä ja galaksien ytimestä lähteviä säteilyvirtoja. Nämä havainnot ovat tärkeitä, kun pyritään ymmärtämään tähtien ja galaksien muodostumista ja kehitystä.

Yksi Euclid-luotaimen infrapunakameran tärkeimmistä tehtävistä on tarkastella galaksien takana olevaa pimeää ainetta ja pimeää energiaa. Pimeä aine ei säteile valoa, joten sitä ei voi havaita perinteisen valokuvauksen avulla. Infrapunakamera voi kuitenkin auttaa tutkijoita havaitsemaan pimeän aineen aiheuttamia heijastuksia tai vaikutuksia lähellä oleviin kohteisiin, mikä antaa vihjeitä sen läsnäolosta ja ominaisuuksista.

Lisäksi infrapunakameran avulla Euclid voi havaita kaukaisia galakseja ja kohteita, jotka ovat muuten näkymättömissä näkyvän valon spektrissä. Tämä on erityisen tärkeää, kun pyritään löytämään kaukaisia galakseja ja kartoittamaan avaruuden rakenteita, jotka ovat olennaisia ymmärtääksemme maailmankaikkeuden kehitystä ja evoluutiota.

Infrapunakameran avulla Euclid voi myös tehdä monia muita tieteellisiä havaintoja. Se voi tutkia tähtien kehityskaarat alusta loppuun, havaita lämpimien kaasupilvien ominaisuuksia, kaukaisia eksoplaneettoja sekä kvasaareja ja muita aktiivisia galaksien ytimiä, jotka säteilevät voimakkaasti infrapunavaloa.

Euclid ja kosmologia

Euclid-luotaimen infrapunakameralla ja muiden instrumenttien keräämillä havainnoilla on laaja-alainen vaikutus kosmologiaan ja avaruuden tutkimukseen. Nämä havainnot avaavat monia tieteellisiä näkymiä, jotka auttavat vastaamaan perustavanlaatuisiin kysymyksiin maailmankaikkeuden rakenteesta, kehityksestä ja koostumuksesta. Tässä on muutamia tärkeitä tieteellisiä tulevaisuuden näkymiä:

1. Pimeän aineen ja pimeän energian ymmärtäminen: Euclidin infrapunakamera ja muut instrumentit auttavat tarkastelemaan pimeän aineen ja pimeän energian vaikutusta maailmankaikkeuden laajenemiseen ja rakenteeseen. Näiden havaintojen avulla tutkijat voivat paremmin ymmärtää näiden mysteeristen komponenttien ominaisuuksia ja vuorovaikutuksia. Tämä tieto auttaa meitä syventämään käsitystämme maailmankaikkeuden luonteesta ja koostumuksesta.

2. Galaksien ja galaksirykelmien evoluutio: Euclidin infrapunakamera mahdollistaa laajojen galaksikartoitusten tekemisen, mikä auttaa tutkijoita ymmärtämään galaksien syntyä, kehitystä ja liikettä avaruudessa. Havainnot galaksien ytimestä ja massiivisista galaksirykelmistä antavat tärkeitä vihjeitä niiden evoluutiosta.

3. Maailmankaikkeuden rakenteiden kartoitus: Infrapunakamera paljastaa näkymättömät kohteet, kuten pimeän aineen ja pimeän energian vaikutukset sekä kaukaiset galaksit ja kaasupilvet. Nämä havainnot auttavat tutkijoita kartoittamaan maailmankaikkeuden suuria mittakaavoja, kuten lankamaisia ja kalvomaisia rakenteita sekä galaksien välisiä supervoideja.

4. Tähtien ja planeettojen synty ja kehitys: Euclidin infrapunahavainnot auttavat tutkijoita ymmärtämään tähtien ja planeettojen syntyä ja kehitystä. Ne mahdollistavat lämpimien kaasupilvien ja nuorten tähtijoukkojen tarkkailun sekä kaukaisissa että lähempänä olevissa kohteissa.

5. Avaruuden alkuaikojen tutkimus: Infrapunakameran avulla Euclid voi havaita kaukaisia galakseja, jotka ovat muuten näkymättömissä. Nämä kaukaiset kohteet ovat olennaisia avaruuden alkuaikojen tutkimuksessa ja auttavat tutkijoita ymmärtämään maailmankaikkeuden alkuaikaisia olosuhteita ja kehitystä.

6. Mustien aukkojen ja kvasaarien tutkimus: Infrapunakameran herkkä havaitsemiskyky auttaa havaitsemaan aktiivisia galaksien ytimiä, kuten kvasaareja, jotka säteilevät voimakkaasti infrapunavaloa. Tällaiset havainnot auttavat meitä ymmärtämään mustien aukkojen kasvua ja vaikutusta niiden ympäristöön.

Kaiken kaikkiaan Euclid-luotaimen infrapunahavainnot ja muut tiedot avaavat uusia mahdollisuuksia kosmologiassa ja avaruuden tutkimuksessa. Ne auttavat meitä vastaamaan perustaviin kysymyksiin maailmankaikkeuden olemuksesta ja kehityksestä sekä syventämään ymmärrystämme avaruuden monimuotoisuudesta ja kauneudesta. Euclidin keräämät tiedot ovat arvokas panos tieteelliseen tutkimukseen ja voivat vaikuttaa merkittävästi koko ihmiskunnan käsitykseen maailmankaikkeuden perusolemuksista.

Galaksit yksissä kansissa

Heikki Oja

Galaksit

240 s.

ISBN 978-952-5985-30-6

Ursa ry. 2015

Tunnettu tietokirjailija ja tähtitieteen popularisoija Heikki Oja on julkaissut uuden kirjan nimeltään Galaksit. Kuten kirjan nimikin jo kertoo, sen sisältö keskittyy galakseihin, galaksiavaruuteen ja vieläpä kosmologian peruskysymyksiin kuten pimeään aineeseen ja maailmankaikkeuden alun tapahtumiin.

Ojan käsittely etenee kronologisesti galaksien luonteen ymmärtämisestä ja niiden havaitsemisesta. Galaksien etääntyminen toisistaan kertoo maailmankaikkeuden laajenemisesta ja siitä, miten varhaiset tutkijat tulkitsivat havaintojaan.

Linnunrata, oma galaksimme on tietysti esitelty aivan kirjan alkusivuilla hyvin yksityiskohtaisesti. Tavalliselle tähtiharrastajalle näiden asioiden pitäisi olla selvillä muutoinkin, mutta luultavasti kirja paikkaa monia aukkoja ja harhaluuloja itse kunkin ajattelussa. Linnunradan jälkeen laajennetaan näkymää ja tutustutaan paikalliseen galaksiryhmäämme ja sen kehittymiseen.

Galakseja on lukuisia erilaisia. Niinpä kirjan sisältöön luonnollisena osa kuuluu galaksityyppien ja niiden erikoispiirteiden esittely. Galakseja on niin monia erilaisia, että tässä kohtaa kirjan kerronta tuntuu hieman junnaavan paikoillaan. Tämä osa toimii erinomaisena käsikirjana sen jälkeen kun kirja on kertaalleen luettu, joten näkisin sen olevan hyvin oleellinen osa kaikkien galaksien ymmärtämisen kannalta.

Tämän jälkeen jälleen laajennetaan näkökulmaa ja tutustutaan galaksiavaruuden ilmiöihin kuten törmääviin galakseihin ja galaksijoukkoihin. Vilkaistaan tämän jälkeen vielä kaukaisimpiin galakseihin ja sen myötä päästään sujuvasti käsittelemään kosmologian erityiskysymyksiä ja galaksien syntyyn ja kehitykseen. Pimeä aine saa tietysti oleellisena osa galakseja ison siivun tekstistä. Tässä kohtaa varmasti monelle kirjan lukijalle tulee valtavasti uutta tietoa.

Galaksit-kirjan luvut ovat lyhyitä, kerralla luettavia. Ojan teksti on tunnetusti tiivistä ja hyvin asiapitoista, turhille jaaritteluille ei ole sijaa. Niinpä kirjaa lukiessa ei kannata kiirehtiä, vaan lukea harkitusti ja asioihin syventyen, silloin kirjan sisällöstä saa paljon irti. Kuvitus on loistavaa, värikuvat kuvateksteineen havainnollistavat hyvin kunkin luvun sisältöä. Näin ollen Ojan kirja kuuluu varmasti olennaisena osana jokaisen tähtiharrastajan peruslukemistoon ja käsikirjana kirjahyllyyn.

Kari A. Kuure