欧几里得的第一幅图像所揭示的奥秘

流浪行星漂浮在宇宙中,没有恒星围绕。孤儿恒星被附近的星系猛烈地从宇宙邻居中撕裂,形成“幽灵光环”。还有星团和恒星苗圃、矮星系、引力透镜……还有“什么都没有”。或者至少在我们眼前,因为构成我们宇宙 85% 的暗物质就是如此,看不见。看到所有这些可见和隐藏的东西,是欧几里得任务的目标,这是欧洲独一无二的太空望远镜,现在向我们展示了它的第一批科学图像,到目前为止,这些图像已经引发了十项科学研究。将在未来几个月内发布。

“我第一次看到这些图像时非常非常激动,”欧洲航天局 (ESA) 科学主任 Caroll Mundel 告诉 ABC。“你可以放大和缩小图像,图像仍然非常清晰。”因为它不是可以看得更远或分辨率更高的太空望远镜(詹姆斯韦伯望远镜在这方面更胜一筹),但它可以一次性描绘出巨大的天空,质量前所未有。事实上:自去年 7 月发射以来,仅在第一天的观测中,它就发现了超过 1100 万个可见光物体和 500 万个红外光物体。在开始科学活动的前三个月,它已经扫描了 600 平方度——大约 3,000 个满月在天空中占据的空间——比哈勃望远镜整个存在期间扫描的天空空间大 15 倍。

而这还只是个开始。因为这个想法是,它达到了 15,000 平方度,大约是我们能看到的天空的三分之一。“它们是我们天空的‘黑暗’区域,那些没有被银河系或太阳和月亮的凌日照亮的区域,”欧几里得科学操作系统工程师 Guillermo Buenadicha 向 ABC 解释道。“这就像当你在晚上接近一个城镇时,你看到背景中的灯光,但另一辆车经过时,你就看不见它了;同样的事情也发生在星星上,它们遮住了你身后的东西。“这就是为什么那些光线较暗的地方很有趣。”

因为在它们之中,你实际上可以找到暗物质和能量的解决方案。为此,欧几里得使用了引力透镜,这是一种“宇宙技巧”,我们必须通过它才能更深入地观察宇宙。基于阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论,该理论基本上说,来自遥远物体的光如果遇到巨大物体(例如星系或星系团)的引力,就会发生扭曲。因此,在最明显的情况下,它就像一种弧线一样到达我们身边。«然而,在其他时候,它更弱,几乎不可察觉,尽管它也有其影响。这就像当你从很高的地方看一群羊时,它看起来像一个同质的群体;但是,当你靠近时,你会看到有一些小群体被一组挡住道路的岩石所分隔;或者另一个群体朝一个方向看,因为那里有一个斜坡。这些小细节揭示了地形是什么样的。 在我们的例子中,这将是暗物质的排列方式。

因此,任务是追踪宇宙隐藏的、网络状的基础,绘制超过三分之一天空中的数十亿个星系图,探索我们的宇宙在整个宇宙历史中是如何形成和演化的,并研究其基本元素中最重要的神秘组成部分:暗能量和暗物质。

“毫不夸张地说,我们从欧几里得观测到的结果是前所未有的,”蒙代尔说。“欧几里得的美妙之处在于它能够以极高的细节和深度覆盖大片天空,并且可以在同一幅图像中捕捉到各种不同的物体,从最暗到最亮,从最远到最近,从最庞大的星系团到小行星。我们同时获得了非常详细和非常广阔的视野。”“这种令人难以置信的多功能性已经产生了许多新的科学成果,如果在未来几年与欧几里得调查的结果结合起来,将极大地改变我们对宇宙的理解。”

图像逐一呈现

1

欧洲航天局

阿贝尔2390

在 Abell 2390 星系团的图像中,您可以看到超过 50,000 个星系,此外还有一整套引力透镜,它们在天空中以弧线表示(不过您必须提高视力,因为这些不是穿过主恒星的弯曲光线:这是望远镜光学的问题)。在图像的中心,您可以看到一个带有微弱光芒的星系团,下图中放大了它的近距离版本:

Abell 2390 的裁剪视图

欧洲航天局

这张照片显示了某种“幽灵光晕”,实际上是数百万颗流浪恒星,它们从母星系中分离出来,现在正在星系间空间中游荡。观测这种“星系团内光”是欧几里得的专长,这些恒星孤儿也许能让我们“看到”暗物质的位置。

2

欧洲航天局

梅西耶78

这张令人惊叹的照片展示了 M78,这是一颗新生恒星的摇篮,被星际尘埃笼罩。欧几里得使用红外相机深入观察了这个“摇篮”,首次揭示了隐藏的恒星形成区域,以前所未有的细节绘制了它们复杂的气体和尘埃细丝,并发现了新形成的恒星和行星。探测器的仪器可以探测到质量仅为木星几倍的物体,它的红外“眼睛”仅在这个视野范围内就发现了 30 多万个新物体。科学家们正在利用这组数据来研究在这里发现的恒星和较小(亚恒星)物体的数量和比例——这是了解恒星群形成和随时间变化的动态的关键。

3

欧洲航天局

NGC 6744

在这张图片中,欧几里得展示了 NGC 6744,这是目前形成当地宇宙中大多数恒星的星系类型的原型。他的仪器的大视野覆盖了整个星系,不仅捕捉到了大规模的螺旋结构,还捕捉到了小空间尺度上几乎难以察觉的细节。这包括从螺旋臂中“伸出”的羽状尘埃路径,这里显示得非常清晰。科学家们正在使用这组数据来了解尘埃和气体与恒星形成之间的关系;绘制不同恒星群在星系中的分布情况以及恒星目前形成的位置;并揭示螺旋星系结构背后的物理原理,这是经过数十年的研究仍未完全理解的东西。

4

欧洲航天局

Abell 2764(及其明亮的恒星)

该图像显示了星系团 Abell 2764(右上),该星系团由数百个星系组成,周围是巨大的暗物质晕。欧几里得拍摄了这片天空中的许多物体,包括背景星系、更遥远的星系团以及会脱落流和恒星壳的相互作用星系。这张 Abell 2764 及其周围环境的完整图像使科学家能够确定星系团的半径,并看到其周围环境,其中遥远的星系仍在画面中。此外,这张图片还使科学家能够进一步探索遥远宇宙黑暗时代的星系,例如 Abell 2390。

这里还可以看到一颗非常明亮的前景恒星,它位于我们自己的星系内(V*BP-Phoenicis Phoenicis,一颗位于我们星系内、南半球的恒星,其亮度几乎足以用肉眼看到)。当我们通过望远镜观察一颗恒星时,由于望远镜的光学系统,它的光会向外散射成一个弥散的圆形光晕。欧几里得望远镜的设计旨在使这种散射尽可能小。因此,这颗恒星几乎不会造成干扰,从而可以在视线附近捕捉到微弱的遥远星系,而不会被恒星的亮度所蒙蔽。

5

金牌集团

在这里,欧几里得捕捉到了多拉多星系群中正在“活动”的星系演化和合并,其中可以看到由于持续相互作用而形成的美丽的潮汐尾和壳层。科学家们正在利用这组数据来研究星系如何演化,改进我们的宇宙历史模型,并了解星系如何在暗物质晕中形成。这张图片展示了欧几里得的多功能性:从非常明亮到非常暗淡,这里可以看到各种各样的星系。科学家们还在寻找被称为球状星团的单个遥远星团,以追踪它们的星系历史和动态。

1716752007
#欧几里得的第一幅图像所揭示的奥秘
2024-05-23 10:20:46

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

近期新闻​

编辑精选​