歐盟發射「歐幾里得」太空望遠鏡,尋求暗物質與暗能量的解答

將前往與 JWST 相同的 L2 拉格朗日點。

SpaceX Euclid launch
SpaceX Euclid launch

在週末的時候,一架 SpaceX Falcon 9 火箭順利地載送著歐盟的歐幾里得(Euclid)太空望遠鏡升空,前往地日 L2 拉格朗日點。Euclid 將使用其 6 億畫素的相機,對宇宙大範圍的星系進行「普查」,希望能藉由更精密地量測距離與紅移的關係,來更準確地了解「暗物質」與「暗能量」是如何影響宇宙的運作的。

Euclid 屬於歐洲太空署(ESA)的「M 級」任務,和 JWST 是以單一目標為主不同,Euclid 追求的是「廣度」,以盡量比較更多星系的方式,來對宇宙有更通盤的了解。它搭載了一具 6 億畫素的可見光相機,與一具 6,500 萬畫系的紅外線相機,在六年的任務期間,兩者將合力對超過 1/3 的天球,總計超過 20 億個星系進行觀測,分析其外形、距離、光譜等資訊。

更讓人興奮的,則是它觀察「弱重力透鏡」效應的能力。由於太空中只要有物質存在就會產生重力,而重力會「曲折」由其後方傳來的光線,這會使得天體後方更遙遠的天體被放大,並且產生被拉長的環狀影像。這不僅可以讓天文學家看到更遠處的物體,也能藉由曲折的程度,量測前方重力源的質量等相關數據。這些質量小部份是可見的星球與星系,但絕大部份是神祕的「暗物質」,而在分析天空中數以十萬計的重力透鏡源後,天文學家希望能對暗物質的總量和分佈有更好的了解。

另一邊,則是更加神祕的「暗能量」。由於物質的萬有引力效應,宇宙的擴張應該是逐漸減速的才對,然而天文學家的觀察則是發現宇宙不僅還在擴張,而且擴張正在加速中。這意味著有某種機制不僅能抵抗引力,而且還在加速推動宇宙的擴張。這個神祕的機制被稱為「暗能量」,而 Euclid 的另一個任務就是藉由仔細量測每個星系的「紅移」,來判斷其距離及遠離的速度,並由此推斷宇宙的加速在過去是否曾有變化。雖然這並不能直接告訴我們暗能量是什麼,但卻能讓我們對其性質有更進一步的了解。

Euclid 原本預定是由俄羅斯的 Soyuz 火箭發射,但由於俄烏戰爭的影響,被轉移到了由 Falcon 9 火箭發射。Euclid 未來的「工作地點」在地日 L2 拉格朗日點,也就是與 JWST 差不多在同一個地方。在這裡地球會永遠在 Euclid 與太陽中間,幫助阻擋大部份來自太陽的熱量,來避免精密的觀測被干擾。Euclid 將花費大約 30 天的時間由地球抵達 L2 點,並且要花費約 3 個月的時間調校儀器,之後就能開始工作了。