Nove raziskave: Temna snov kot skrivnostna sila vesolja, ki buri domišljijo raziskovalcev

Vesoljski teleskopi so ključni za raziskovanje vesolja in reševanje njegovih številnih skrivnosti. Eden od njih, ki je zadnje čase pritegnil veliko pozornosti, je Evklid, o katerem poroča revija Horizon. Izstreljen je bil 1. julija 2023 in opazuje temno snov v vesolju s svoje izhodiščne točke 1,5 milijona kilometrov od Zemlje. 

Posnel bo slike približno 10 milijard galaksij, da bi razumeli temno energijo, ki poganja širjenje vesolja in temno snov, ki predstavlja tri četrtine vseh snovi v vesolju. Tako bo astronome približal k odgovoru na dolgoletno vprašanje: ali se bo vesolje, ki se širi, širilo za vedno?

Temna snov

Temna snov velja za skrivnostno silo, saj obstaja možnost, da je pripomogla k širjenju vesolja od velikega poka pred 13,8 milijardami let. Temna snov je nevidna oblika, opazimo jo zgolj zaradi gravitacijskih učinkov na galaksije, vendar je nikoli neposredno ne zaznamo. »To sta res dve skrivnostni komponenti v našem vesolju. V resnici nimamo pojma, kaj so,« je dejal profesor dr. Henk Hoekstra, raziskovalec opazovalne kozmologije na univerzi Leiden na Nizozemskem.

Od vsebnosti mase in energije v vesolju jih 68 % prihaja iz temne energije, 27 % iz temne snovi in ​​5 % iz navadne snovi. Teleskop Evklid, ki je dobil ime po grškem matematiku (živel okoli leta 300 pr. Kr. in je začetnik geometrije), je zasnovan za spopadanje s tem fizikalnim izzivom. Moč teleskopa je tolikšna, da bo razkril tudi druge skrivnosti vesolja – od preučevanja planetov, ki krožijo okoli oddaljenih sonc, do odkrivanja predmetov in manjših zvezd, ki jih najdemo v Rimski cesti.

»Izkoristili bomo Evklidove edinstvene zmožnosti,« je prepričan tudi glavni raziskovalec na Inštitutu za astrofiziko Kanarskih otokov v Španiji, profesor dr. Eduardo Martin.

Cilj je ustvariti zemljevid 

Dr. Hoeksta, ki vodi raziskovalni projekt, za katerega so prejeli sredstva EU, si želi narediti velik zemljevid porazdelitve snovi v vesolju. To bo storil z uporabo slik, ki jih bo z osvetlitvijo temnega vesolja naredil Evklid v okviru petletnega projekta, imenovanega Observational Cosmology Using Large Imaging Surveys (OCULIS).

Zemljevid bodo sestavili s pomočjo merjenja upogibanja svetlobe okoli galaksij. Gre za proces, imenovan šibko gravitacijsko fokusiranje ali lečenje. Evklid vesolje proučuje z 1,2 metra širokim primarnim širokokotnim objektivom. Te dimenzije pomenijo, da na vsaki posneti sliki teleskop pokriva območje, ki je 2,5-krat večje od velikosti polne Lune.

Rezultat bo izboljšal razumevanje povezav med galaksijami in temno snovjo ter števila zvezd in količine plina v vsaki galaksiji, merjenje vsake galaksije pa bo ponudilo nove informacije o hitrosti širjenja vesolja, ki je približno 70 km na sekundo, vendar se zdi, da postaja hitrejše prav zaradi temne snovi.

»V bistvu Euclid obravnava temeljno vprašanje o tem, zakaj se širitev pospešuje. Tam mora biti nova fizika. To preizkušamo na naslednji ravni,« pojasnjuje raziskovalec.

Nova meja in velika pričakovanja

Teleskopi, kot sta Hubble in vesoljski teleskop James Webb, imajo veliko ožje vidno polje kot Evklid. S svojim širšim objektivom bi moral biti Evklid sposoben odkriti ogromno podzvezdnih objektov. Projekcija projekta je kar 500.000 takšnih predmetov v petih letih.

To je 100-krat več, kot je bilo videnih doslej. Ti bi lahko vključevali prve podzvezdne objekte, ki jih najdemo v zunanjih regijah Mlečne ceste, ki so morda nastali zelo zgodaj v 13 milijard let dolgi zgodovini galaksije. »Nimamo popolne slike nastajanja zvezd in nastajanja planetov, dokler ne razumemo, kaj je vmes,« je dejal Martin.

Evklid bi lahko celo odkril planete do mase Saturna, pa tudi planete, ki prosto lebdijo v vesolju, namesto da bi bili ujeti v gravitacijo zvezde ali rjave pritlikavke.

Evklid je bil sicer povsem evropska misija, ki se je začela leta 2011. Prvotni načrt Evropske vesoljske agencije (ESA) je bil, da bi leta 2022 teleskop izstrelili z rusko raketo, a po ruski invaziji na Ukrajino februarja 2022 je ESA prekinila vezi z Rusijo in teleskop je bil prestavljen na raketo Falcon 9 SpaceX.

Njegova primarna misija bo trajala šest let, to je do konca leta 2027, z možnostjo podaljšanja opazovanj v prihodnosti. Čeprav je že zdaj odkritega veliko novega, bomo na prave znanstvene rezultate morali počakati več kot eno leto, saj so raziskovalci še vedno v zgodnjih fazah odkrivanja. Večina podatkov Evklidovega pregleda galaksij bo objavljena v treh velikih serijah, prva bo leta 2026. Hoekstra, Martin in številni drugi se veselijo novih znanj o vesolju, ki jih bodo pridobili s teleskopom.