山东
IT之家 11 月 12 日消息，欧洲航天局（ESA）公布了欧几里得（Euclid）空间望远镜任务首批大规模观测数据。这项任务旨在绘制宇宙的大尺度结构，此次公布的数据涵盖了超过 9 亿个星系的观测结果。科学家希望借此进一步研究宇宙中两种至今仍充满谜团的成分：暗物质和暗能量。
当地时间周四公布的数据覆盖了相当于从地球上看到的月球视面积约 9500 倍的天空区域。欧几里得望远镜的最终目标是在 2031 年前绘制有史以来规模最大的宇宙三维地图，覆盖整个天空三分之一以上的区域。
此次发布的数据来自欧几里得望远镜约 13 个月的观测，数据总量高达 1.7 PB（拍字节），相当于 170 万 GB。
欧洲航天局欧几里得项目科学家、天体物理学家瓦莱里娅 · 佩托里诺（Valeria Pettorino）表示：“这对欧洲航天局的欧几里得任务以及所有参与其中的人员来说，都是一个重要的里程碑。”
据IT之家了解，欧几里得望远镜于 2023 年从美国佛罗里达州发射升空，目前正在收集有关宇宙膨胀过程、宇宙结构随时间演化的数据，同时研究暗能量和暗物质的本质，以及引力在宇宙大尺度结构中发挥的作用。
佩托里诺表示：“欧几里得不仅会拍摄天空中星系的二维图像，还会测量它们的距离，从而获得第三个维度。这将帮助我们了解星系在太空和时间中的位置，追溯长达 100 亿年的宇宙历史，并观测银河系平面以外各个方向的宇宙。”
她进一步解释说：“星系沿着丝状结构聚集，周围则分布着大片空旷区域，最终形成一个我们称之为‘宇宙网’的网络结构。欧几里得将重建这张宇宙网，并揭示它随时间推移的演化过程。”
“这项研究非常重要，因为宇宙网的具体形态，包括其中存在多少星系团和空洞，以及这些结构的演化速度，都取决于暗能量和暗物质的性质。”
宇宙主要由普通物质、暗物质和暗能量构成。
普通物质包括恒星、行星、气体、尘埃以及地球上人类熟悉的各种物质，约占宇宙总组成的 5%。暗物质无法直接观测，但科学家可以通过它在星系尺度上产生的引力效应推断其存在，预计约占宇宙总组成的 27%。暗能量则被认为是推动宇宙加速膨胀的原因，预计约占 68%。
暗物质和暗能量都不会发射或吸收光，因此无法通过常规观测手段直接看到。
此前，欧几里得任务公布的数据仅涉及数天的观测结果。此次发布的数据则涵盖了超过一年的观测记录，但目前仅占望远镜未来六年观测计划中可见光和近红外波段目标天空总面积的 14%。
这批数据还将在明年迎来进一步补充，届时研究团队将公布首批有关暗能量和暗物质的研究成果。
引力透镜效应
来自遥远星系的光在抵达地球的过程中，可能受到前景普通物质和暗物质的影响，发生弯曲和扭曲。这种现象被称为引力透镜效应。简单来说，前方星系的引力会改变来自后方星系的光线传播路径。
引力透镜效应是科学家研究暗物质分布的重要工具。此次公布的欧几里得观测数据中，包含约 1.5 万个强引力透镜候选目标，数量超过此前半个世纪以来人类发现的总和。
英国朴次茅斯大学天体物理学博士生、欧几里得科学家联盟成员娜塔莉 · 莱恩斯（Natalie Lines）表示：“引力透镜就像大自然自带的称重工具。”
她解释说：“光线弯曲的程度能够告诉我们一个星系包含多少物质，其中也包括暗物质等不可见成分。通过研究数千个引力透镜，我们可以了解暗物质在星系中的分布情况，进而弄清星系在宇宙漫长历史中如何形成和演化。”
莱恩斯还特别提到了欧几里得望远镜在大范围宇宙观测中展现出的成像清晰度。
她表示：“地面望远镜能够观测夜空中的大片区域，但受到大气层影响，拍摄的图像往往不够清晰。哈勃空间望远镜和詹姆斯 · 韦布空间望远镜能够拍摄非常清晰的图像，但观测范围通常只有天空中的一小块区域。欧几里得则能够同时实现这两点。对于发现强引力透镜这类数量稀少、目标较小的天体而言，这一点至关重要。”
由于遥远天体发出的光需要经过漫长时间才能抵达地球，因此观测距离越远，实际上也就意味着我们看到的是越久远的宇宙历史。
目前，欧几里得望远镜观测到的最遥远天体是类星体。这类天体是由超大质量黑洞驱动的星系明亮核心，亮度极高。欧几里得已经精准定位了约 6000 万个类星体。
莱恩斯表示：“欧几里得已经发现了一些非常古老的类星体，它们形成于宇宙当前年龄仅为 5% 的时期。这意味着，我们如今接收到的光线，大约在 130 亿年前就已经从这些天体出发。”
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