رونمایی رسمی از نخستین بخش اطلس سه‌بعدی کیهان توسط تلسکوپ فضایی اقلیدس (ESA Euclid)؛ تصویر موزاییکی ۲۰۸ گیگاپیکسلی از ۱۴ میلیون کهکشان برای رمزگشایی از ماده تاریک و انرژی تاریک
کالبدشکافی فنی مأموریت تلسکوپ فضایی اقلیدس، تحلیل موزاییک ۲۰۸ گیگاپیکسلی و بررسی نحوه نقشه‌برداری از ماده تاریک و انبساط شتاب‌دار انرژی تاریک با ابزارهای VIS و NISP.
- آژانس فضایی اروپا (ESA) با انتشار نخستین قطعه از اطلس سه‌بعدی کیهان، دستاورد خیره‌کننده‌ای را در تاریخ کیهان‌شناسی رصدی به ثبت رساند. این تصویر موزاییکی غول‌پیکر ۲۰۸ گیگاپیکسلی که از ادغام ۲۶۰ رصد پیاپی تلسکوپ فضایی اقلیدس حاصل شده، پهنه‌ای به وسعت ۱۳۲ درجه مربع از آسمان شب شامل بیش از ۱۴ میلیون کهکشان دوردست و ۱۰۰ میلیون ستاره را به نمایش می‌گذارد. اقلیدس با استقرار در نقطه لاگرانژی L2 خورشید-زمین و بهره‌گیری از دو سلاح رصدی قدرتمند همگرایی گرانشی ضعیف (Weak Lensing) و نوسانات آکوستیک باریونی (BAO)، مأموریت دارد تا بزرگ‌ترین معمای فیزیک یعنی ماهیت ۹۵ درصدی بخش تاریک گیتی را در طول ۶ سال کاوش پاسخ دهد.
- بررسی جامع ابعاد فنی و کاربردی توسط تحریریه ماگ بیت.
- پیش‌بینی اثرات کوتاه‌مدت و بلندمدت بر اکوسیستم فناوری.
سپیده‌دم عصر نقشه‌برداری ژرف؛ زلزله ۲۰۸ گیگاپیکسلی اقلیدس در جامعه علمی
در جریان هفتاد و پنجمین کنگره بین‌المللی فضانوردی در میلان، آژانس فضایی اروپا (ESA) نخستین بخش از بزرگ‌ترین نقشه سه‌بعدی کائنات را به نمایش گذاشت. این موزاییک اعجاب‌انگیز با حجم ۲۰۸ گیگاپیکسل، منطقه‌ای معادل ۵۰۰ برابر مساحت ماه کامل در پهنه آسمان را پوشش می‌دهد. تصویر مذکور از ترکیب ۲۶۰ رصد متوالی طی ماه‌های مارس و آوریل به دست آمده و شامل بیش از ۱۴ میلیون کهکشان با فاصله تا ۱۰ میلیارد سال نوری و ۱۰۰ میلیون ستاره راه شیری است.
این دستاورد عظیم تنها یک درصد از مأموریت کامل ۶ ساله اقلیدس را تشکیل می‌دهد. اقلیدس قرار است بیش از یک‌سوم آسمان فراکهکشانی (معادل ۱۵ هزار درجه مربع) را جاروب کند و بزرگ‌ترین پایگاه داده فضایی-زمانی تاریخ با حجم ده‌ها پتابایت را بسازد. بر خلاف نگاه متمرکز و باریک تلسکوپ‌های قبلی، اقلیدس با میدان دید ۰.۵۳ درجه مربع، پلی میان آمار کلان کیهانی و شفافیت کریستالی برقرار کرده است؛ پیشرفتی که مکمل رویدادهایی چون کشف دورترین کهکشان تاریخ کیهان با جیمز وب در درک سپیده‌دم کائنات به شمار می‌آید.
معماری اپتیک کارش (Korsch) و کالبدشکافی حسگرهای دوگانه VIS و NISP
موفقیت رصدی اقلیدس بر مهندسی دقیق سیستم اپتیکی آن استوار است. قلب تلسکوپ یک آینه اولیه ۱.۲ متری از جنس سیلیکون کاربید (SiC) سبک و مقاوم در برابر تنش‌های حرارتی فضا است. سامانه اپتیکی آناستیگمات سه آینه‌ای کارش (Korsch TMA) انحرافات کروی و کما را در میدان دیدی گسترده خنثی کرده و پرتوهای نور را هم‌زمان به دو ابزار اصلی فضاپیما می‌رساند.
دوربین نور مرئی یا VIS شامل ۳۶ تراشه CCD با وضوح خیره‌کننده بیش از ۶۰۰ مگاپیکسل است که در بازه نوری ۵۵۰ تا ۹۰۰ نانومتر، وظیفه اندازه‌گیری میلی‌متری شکل هندسی کهکشان‌ها را بر عهده دارد. در کنار آن، ابزار فروسرخ نزدیک NISP با ۱۶ حسگر HgCdTe با وضوح ۶۵ مگاپیکسل در طول‌موج‌های ۹۰۰ تا ۲۰۰۰ نانومتر، انتقال به سرخ کیهانی (Redshift) ده‌ها میلیون جرم را از فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری زمین در نقطه L2 با دقتی کم‌نظیر تعیین می‌کند.
سلاح اول: همگرایی گرانشی ضعیف و ترسیم اسکلت نامرئی ماده تاریک
حدود ۲۷ درصد از چگالی کل گیتی را ماده تاریک تشکیل می‌دهد؛ ماده‌ای نامرئی که تنها از طریق گرانش سهمگینش شناسایی می‌شود. اقلیدس برای نقشه‌برداری از این ماده گمشده، از پدیده همگرایی گرانشی ضعیف (Weak Lensing) بهره می‌گیرد. بر پایه نسبیت عام، نور کهکشان‌های دوردست هنگام عبور از کنار هاله‌های ماده تاریک، انحراف ملایمی پیدا می‌کند که شکل ظاهری کهکشان را تنها در حد ۱ تا ۲ درصد دچار کشیدگی یا برش مماسی (Shear) می‌سازد.
آشکارسازی این انحراف ناچیز تنها با تحلیل آماری اشکال میلیاردها کهکشان همسایه میسر است. دوربین VIS اقلیدس با حد تفکیک زاویه‌ای ۰.۱ ثانیه قوسی، این اعوجاج‌های همبسته را ثبت می‌کند. کیهان‌شناسان با الگوریتم‌های محاسباتی، نقشه سه‌بعدی چگالی ماده تاریک را استخراج کرده و اسکلت فیلامنتی تاروپود کیهان (Cosmic Web) را به تصویر می‌کشند.
سلاح دوم: امواج آکوستیک باریونی و رمزگشایی از شتاب ناشی از انرژی تاریک
در سوی دیگر، انرژی تاریک با سهم ۶۸ درصدی از عالم، انبساط فضا را با شتابی فزاینده به پیش می‌راند. برای تعیین اینکه انرژی تاریک همان ثابت کیهان‌شناسی اینشتین (Lambda) است یا میدانی پویا و متغیر، اقلیدس از خط‌کش استاندارد کیهانی موسوم به نوسانات صوتی باریونی (Baryonic Acoustic Oscillations / BAO) استفاده می‌کند.
این نوسانات، ردپای منجمدشده امواج صوتی حاصل از پلاسمای داغ اولیه در ۳۸۰ هزار سال نخست پس از بیگ‌بنگ هستند که پوسته‌های کروی چگالی با شعاع ۱۵۰ مگاپارسک (۴۹۰ میلیون سال نوری) بر جای گذاشتند. اقلیدس با طیف‌سنج NISP و تعیین موقعیت سه‌بعدی ۳۵ میلیون کهکشان، تغییر اندازه ظاهری این خط‌کش را تا زمان‌های کیهانی دور (z ~ 2) رصد کرده و معادله حالت انرژی تاریک را می‌سنجد.
هم‌پوشانی استراتژیک؛ اقلیدس چگونه مکمل جیمز وب و رصدخانه ورا روبین است؟
پیمایش کلان اقلیدس نقشی حیاتی در تکمیل داده‌های سایر تلسکوپ‌ها ایفا می‌کند. اقلیدس با جاروب مناطق وسیع کیهانی، اهداف بکر و خوشه‌های نادر کهکشانی را پیدا می‌کند تا تلسکوپ فضایی جیمز وب بتواند برای طیف‌سنجی ریزبینانه روی آنها زوم کند. از سوی دیگر، همکاری اقلیدس با رصدخانه ورا روبین و پیمایش میراث فضا و زمان (LSST) داده‌های مداری پیوسته‌ای از اعماق فضا با پیمایش‌های زمینی زاویه‌باز پیوند می‌زند.
همچنین توسعه نسل جدید پرتابگرهای فوق‌سنگین فضایی که شاهکارهای عملیاتی آنها را در پرواز پنجم و مهار بوستر استارشیپ اسپیس‌ایکس و پرتاب مأموریت‌های میان‌سیاره‌ای دوردست نظیر ماموریت فضایی اروپا کلیپر ناسا به سوی اقمار مشتری شاهد بوده‌ایم، افق‌های نوینی را برای اعزام رصدخانه‌های سنگین‌وزن به اعماق فضا در سال‌های آینده گشوده است.
چشم‌انداز ۶ ساله و آینده فیزیک؛ آیا نظریه نسبیت اینشتین اصلاح خواهد شد؟
مأموریت اقلیدس آزمونی تاریخی برای مدل استاندارد کیهان‌شناسی (ΛCDM) است. وجود اختلاف فاحش در نرخ انبساط کیهان (موسوم به تنش هابل) میان کیهان اولیه و متاخر، فیزیک مدرن را با بحرانی جدی مواجه کرده است. داده‌های تفکیک‌شده اقلیدس مشخص خواهد کرد که آیا این بحران ناشی از خطای ابزاری است یا ما نیازمند اصلاح نظریه گرانش اینشتین و ورود به عرصه فیزیک نوینی هستیم.
انتشار این تصویر موزاییکی ۲۰۸ گیگاپیکسلی نشان داد اقلیدس در سلامت کامل عملیاتی به سر می‌برد. با آغاز دسترسی محققان به داده‌های خام، جامعه اخترفیزیک گامی سرنوشت‌ساز به سوی پاسخ به چرایی وجود ماده تاریک و سرنوشت نهایی انجماد یا رمبش کائنات برداشته است.
بیشتر از علم و فضا
