Maailmankaikkeuden pimeän puolen tutkimus etenee: Euclid-missio käynnistyy

Tärkein kysymys, johon Euclidilla haetaan vastausta, on: miksi maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy sen sijaan, että se painovoiman vaikutuksesta hidastuisi? Tämä kiihtyminen havaittiin vuonna 1998, ja siitä myönnettiin fysiikan Nobel-palkinto vuonna 2011, mutta vieläkään emme ymmärrä sen syytä. Suosituin teoria on laajenemista kiihdyttävä maailmankaikkeuden täyttävä "pimeä energia".

ESA on hyväksynyt sopimuksen ESAn, NASAn ja kolmentoista eurooppalaisen kansallisen organisaation kanssa projektin keskeisten osien, kuten satelliitin havaintoinstrumenttien ja datan analyysiohjelmiston, toteuttamiseksi.

Euclidin toteuttava konsortio on kaikkien aikojen suurin tähtitieteen alan tutkijoiden konsortio. Se on jo suurempi kuin ESAn Planck- tai GAIA-konsortio. Tämä heijastaa Euclidin tiedettä kohtaan tunnettua laajaa kiinnostusta läpi Euroopan. Euclid tutkii fysiikan peruskysymyksiä, kuten pimeän aineen ja energian ominaisuuksia, ja samalla tuottaa valtavan rikkaan havaintoaineiston, joka hyödyttää kaikkia tähtitieteen alueita.

Euclid-konsortio rakentaa ESAlle kaksi instrumenttia: VIS (Visible imaging instrument) taivaan valokuvaamiseen näkyvän valon alueella ja NISP (Near infrared imaging and spectrograph instrument) taivaan valokuvaamiseen ja galaksien spektrien mittaamiseen infrapuna-alueella.

Nämä instrumentit tuottavat suuren määrän korkealuokkaista havaintoaineistoa, joka kattaa lähes puolet taivaasta ja kolme neljäsosaa maailmankaikkeuden historiasta: yli miljardin galaksin valokuvat ja kymmenien miljoonien galaksien spektrit.

Havaintojen analysointi tulee olemaan suuritöinen ja vaatii paljon tietokoneresursseja, sillä vaikka pimeä energia edustaa kokonaista 75 prosenttia maailmankaikkeuden energiatiheydestä, sen vaikutus havaintoihin on melko pieni ja on kaivettava esiin huolellisella analyysillä. Data-analyysimenetelmien kehittäminen tuleekin olemaan yhtä merkittävä osa Euclid-projektia kuin havaintoinstrumenttien rakentaminen.

Euclidin havaintojen analyysityö tehdään kahdeksassa tiededatakeskuksessa, joista yksi toteutetaan Suomessa Helsingin yliopiston ja CSC - Tieteen tietotekniikan keskuksen yhteistyönä. Suomalainen osapuoli Euclid-konsortiossa on Helsingin yliopisto, mutta projektiin osallistuu tutkijoita myös Jyväskylän ja Turun yliopistoista.

Lisätietoja:

Hannu Kurki-Suonio (Suomen edustaja Euclid-konsortion johtokunnassa), Helsingin yliopisto, fysiikan laitos, hannu.kurki-suonio@helsinki.fi , (09) 191 50752, 040 543 7877

Elina Keihänen (Suomen Euclid-tiededatakeskuksen johtaja), Helsingin yliopisto, fysiikan laitos, elina.keihanen@helsinki.fi, (09) 191 50674

Peter Johansson (osallistuu Euclid-projektiin tarvittaviin kosmologisiin simulaatiohin), Helsingin yliopisto, fysiikan laitos, peter.johansson@helsinki.fi, (09) 191 51211, 040 563 8355

Yannick Mellier (Euclid Consortium Lead), Institut d'Astrophysique de Paris, Paris, France

Phone: +33 1 44 32 81 40, Email: mellier@iap.fr

Bob Nichol (EC Communications Lead), ICG, University of Portsmouth, Portsmouth, UK

Phone: +44 (0)23 9284 3117, Mobile: +44 (0)7963792049, Email: bob.nichol@port.ac.uk , Twitter: robertcnichol

Teknisiä tietoja:

Euclid on yksi ESAn Cosmic Vision 2015-2025 ohjelman M-luokan missioista. Euclid-satelliitissa on 1.2 metrin laajakulmakaukoputki; satelliitti lähetetään kiertämään Maa-Aurinko -systeemin toista Lagrangen pistettä, 1.5 miljoonan km päähän Maasta. Euclid tekee runsaan viiden vuoden aikana kaksi taivaan kartoitusta: laajan ja syvän kartoituksen.

Laaja kartoitus kattaa 40 prosenttia koko taivaasta ja kartoittaa miljardien galaksien sijainnit ja muodot. Syvä kartoitus kattaa vielä tarkemmin pienemmän osan taivaasta, noin 100 kertaa täyden kuun kokoisen alueen (15 000 kertaa suurempi kuin Hubble-avaruuskaukoputken ultrasyvä kartta Hubble Ultra Deep Field). Euclidin taivaankartoituksen syvyyden ja laajuuden ansiosta Euclid pystyy havaitsemaan hyvin harvinaisia kohteita, kuten äärimmäisen suuren punasiirtymän galakseja ja ehkä kaikkein ensimmäiseksi syntyneitä galakseja.

Euclid valittiin muiden M-luokan missioehdokkaiden joukosta lokakuussa 2011, ja ESA hyväksyi Euclidin toteuttavan konsortion 20. kesäkuuta 2012. ESA:n vastuulla on rakennuttaa (teollisuuskonsortiolla) Euclid-satelliitti, laukaista se avaruuteen Soyuz-raketilla Kouroun laukaisuasemalta Ranskan Guyanassa, huolehtia satelliitin operoinnista kuuden vuoden ajan ja lopulta ylläpitää mission tuottaman datan arkistoa. Euclid-konsortio puolestaan valmistaa Euclidin molemmat havaintoinstrumentit (VIS ja NISP), kehittää data-analyysiin tarvittavat menetelmät ja ohjelmistot sekä vastaa projektin tieteellisestä puolesta. Euclid-konsortiossa on lähes 1000 tutkijaa yli sadasta tutkimuslaitoksesta Alankomaista, Espanjasta, Iso-Britanniasta, Italiasta, Itävallasta, Norjasta, Portugalista, Ranskasta, Romaniasta, Saksasta, Suomesta, Sveitsistä ja Tanskasta, sekä eräistä Yhdysvaltain tutkimuslaitoksista.

Pimeä maailmankaikkeus:

Tähtitieteilijät ovat jo lähes kahdeksankymmenen vuoden ajan tienneet "pimeän aineen" olemassaolosta, aineen, joka ei loista tai heijasta valoa ja joka havaitaan vain sen painovoimavaikutusten ansioista. Sitä, mitä pimeä aine on, ei tarkalleen tiedetä, mutta sen olemassaolo on havaittu viime vuosikymmenten aikana monella eri tavalla. Vuonna 1998 havaittiin ensimmäiset todisteet vielä oudommasta pimeän maailmankaikkeuden komponentista, "pimeästä energiasta", joka saa maailmankaikkeuden laajenemaan kiihtyvällä nopeudella. Tämä "pimeä energia" muodostaa kolme neljännestä maailmankaikkeuden kaikesta energiasta; sitä on kolme kertaa niin paljonkuin pimeää ainetta ja 20 kertaa niin paljon kuin tavanomaista, atomeista koostuvaa, ainetta. Tutkijoilla on monia ehdotuksia, mitä tämä pimeä energia voisi olla, mutta mikään ehdotus ei vielä ole ollut erityisen vakuuttava. Fyysikot uskovat, että pimeän energian luonteen selvittäminen tulee olemaan vallankumouksellinen askel perustavien luonnonlakien ymmärtämisessä.

Kuvateksti: Taiteilijan näkemys Euclid-satelliitista. Credit: ESA - C. Carreau

Kuvan saa pyynnöstä dosentti Hannu Kurki-Suoniolta tai tiedottajalta.

ESAn tiedote: http://www.esa.int/export/esaSC/SEMZS3BXH3H_index_0.html

Ystävällisin terveisin

Minna Meriläinen-Tenhu, tiedottaja, puhelin (09) 191 51042