欧几里得是欧洲空间局主导的空间宇宙学任务,核心问题是研究暗物质与暗能量如何影响宇宙结构和膨胀。它不直接拍摄暗物质,也不会把暗能量作为某种发光物质探测;任务通过测量大量星系的形状、距离和空间分布,统计它们在漫长宇宙历史中的变化,再用这些观测约束宇宙学模型。
探测器于2023年7月1日发射,随后前往距离地球约150万千米的日地第二拉格朗日点附近。这个运行区域有利于保持稳定的观测条件和热环境。欧几里得在完成调试后,于2024年2月14日开始常规科学巡天;名义任务期约六年,但实际进度仍取决于航天器状态、观测效率和任务安排。
任务使用一台口径约1.2米的望远镜和两套主要科学仪器。VIS可见光成像仪用于高精度测量星系外形,是弱引力透镜研究的基础;NISP近红外光谱与测光仪用于估计星系距离,并通过光谱测量追踪星系的三维分布。两类数据结合后,可从不同角度研究物质如何聚集以及宇宙膨胀如何演化。
欧几里得的重要方法之一是弱引力透镜:前景物质的引力会使更遥远星系的图像出现极微小、具有统计规律的形变。另一项关键方法是星系聚类和重子声学振荡,它们可以作为研究宇宙尺度与膨胀历史的标尺。这些信号都需要对海量天体进行精确校准,单张漂亮图像并不能直接给出暗物质地图或暗能量性质。
ESA的巡天目标是覆盖银河系和黄道面之外约三分之一的天空,并观察数十亿个星系。任务还安排深场重复观测,用于校准数据并研究随时间变化的天体。除核心宇宙学目标外,数据也可支持星系演化、强引力透镜、星团、恒星和太阳系小天体研究,因此欧几里得既是一项定向实验,也是一座大型公共天文档案。
欧几里得与韦布虽然都在日地L2附近运行,但任务设计不同:韦布强调对较小天区和单个目标进行高灵敏度深度观测,欧几里得则强调统一、宽广和可统计比较的巡天。档案所列巡天范围和任务寿命属于官方设计目标,不应理解为所有计划区域已经完成观测,也不能把模型约束表述为已直接识别暗物质粒子或暗能量的物理本质。
任务时间线
由猎鹰9号火箭发射升空。
抵达日地L2点附近并开展调试。
开始常规暗宇宙科学巡天。
