داده‌های تلسکوپ Euclid: نقشه تازه ESA چه نشان می‌دهد

تلسکوپ Euclid چه چیزی را منتشر کرد؟

در ۱۲ نوامبر ۲۰۲۶، سازمان فضایی اروپا (ESA) و کنسرسیوم Euclid مجموعه DR1-Foundation، نخستین دسته بزرگ داده‌های پیمایشی تلسکوپ فضایی Euclid، را منتشر کردند ^[1][3]. ESA می‌گوید نور بیش از یک میلیارد جرم را ثبت کرده و ناحیه‌ای از آسمان را پوشش می‌دهد که اندازه آن ۹٬۵۰۰ ماه کامل است ^[1].

این انتشار حدود ۱۳ ماه رصد، از بهار ۲۰۲۴ تا بهار ۲۰۲۵، را در بر دارد که در چارچوب پیمایش‌های گسترده و عمیق (Wide و Deep) Euclid انجام شده است ^[2][6]. برونو آلتیری (Bruno Altieri)، دانشمند آرشیو ESA، می‌گوید شامل داده خام، تصاویر کالیبره‌شده، فهرست‌ها و طیف‌هاست؛ ضمیمه توضیحی رسمی انتقال به سرخ فوتومتریک و طیف‌سنجی، یعنی برآوردهای فاصله‌ای که دانشمندان نیاز دارند، را هم می‌افزاید ^[1][4]. کنسرسیوم Euclid می‌گوید حدود ۱۰٬۰۰۰ تصویر علمی از دو ابزار تلسکوپ، VIS (دوربین نور مرئی) و NISP (طیف‌سنج و نورسنج فروسرخ نزدیک)، دارد ^[3].

ESA به نقل از کارول موندل (Carole Mundell)، مدیر علمی خود، آن را «بزرگ‌ترین پیمایش فضایی از این نوع» می‌نامد ^[1]. این گامی بسیار بزرگ‌تر از انتشارهای پیشین است: والریا پتورینو (Valeria Pettorino)، دانشمند پروژه Euclid، گفت انتشارهای پیشین چند روز رصد روی حدود ۶۰ درجه مربع را پوشش می‌دادند ^[1].

در داده‌های Euclid چند کهکشان وجود دارد؟

به گفته ESA بیش از ۹۰۰ میلیون کهکشان، در میان بیش از یک میلیارد جرم در مجموع ^[1][2]. این انتشار همچنین شامل موارد زیر است ^[1][2]:

• حدود ۱۵٬۰۰۰ نامزد عدسی گرانشی قوی؛
• بیش از ۶۰ میلیون نامزد کوازار، هسته‌های درخشان کهکشان‌های دوردست؛
• طیف بیش از ۱۶۰ میلیون منبع؛
• نتایج پیمایش گسترده Euclid از ۱٬۹۰۰ درجه مربع، با مجموع ۱٫۷ میلیون گیگابایت داده.

واژه «نامزد» اهمیت دارد. نامزد جرمی است که در داده‌ها شبیه عدسی یا کوازار به نظر می‌رسد اما هنوز یک‌به‌یک تأیید نشده است. کنسرسیوم Euclid می‌گوید برای یافتن نامزدهای عدسی از ترکیب هوش مصنوعی، علم شهروندی و اعتبارسنجی کارشناسان استفاده شده است ^[3]. ESA می‌افزاید یادگیری ماشین و هزاران داوطلب در پروژه Space Warps روی بستر Zooniverse به کار گرفته شده‌اند ^[1].

برخی نواحی، میدان‌های عمیق Euclid، بارها و در گذرهای متعدد رصد شده‌اند و به گفته کنسرسیوم به اخترشناسان امکان می‌دهند کهکشان‌هایی را مطالعه کنند که تا ۱۰ میلیارد سال پیش پدید آمده‌اند ^[3].

چرا فهرست عدسی‌های گرانشی قوی Euclid مهم است؟

ESA می‌گوید این انتشار بزرگ‌ترین فهرست عدسی‌های قوی تاکنون را دارد، بزرگ‌تر از همه فهرست‌های پیشین روی هم ^[1]. عدسی گرانشی قوی زمانی شکل می‌گیرد که نور یک کهکشان دوردست توسط کهکشانی در پیش‌زمینه به‌طور چشمگیر منحرف شود و ویژگی‌هایی مانند کمان و حلقه‌های ناقص پدید آورد ^[1].

ناتالی لاینز (Natalie Lines) از دانشگاه Portsmouth، عضو کنسرسیوم Euclid، می‌گوید عدسی‌ها از این رو مفیدند که به دانشمندان اجازه می‌دهند کهکشان‌ها، از جمله ماده تاریک نامرئی آن‌ها، را وزن کنند و چگونگی انبساط جهان را بکاوند ^[1]. آن‌ها همچنین مانند ذره‌بین‌های طبیعی برای کهکشان‌های کم‌نور و دوردست عمل می‌کنند ^[1].

آن‌ها نادرند: ESA می‌گوید تنها یک کهکشان از چند هزار کهکشان مانند عدسی عمل می‌کند و بسیاری از آن‌ها برای دیده شدن از میان جو تارکننده زمین بیش از حد کوچک‌اند ^[1]. چون هر ۱۵٬۰۰۰ نامزد با یک تلسکوپ و روش‌های یکسان یافته شده‌اند، برای نخستین بار می‌توان آن‌ها را به‌عنوان یک جمعیت مطالعه کرد، نزدیک به پنجاه سال پس از کشف نخستین عدسی قوی ^[1][3]. کنسرسیوم می‌گوید چهار مقاله از هشت مقاله‌ای که همراه این انتشار در arXiv قرار گرفت درباره عدسی‌گذاری قوی است ^[3].

تلسکوپ Euclid به دنبال یافتن چیست؟

هدف Euclid نقشه‌برداری از جهان تاریک است: انرژی تاریک، ماده تاریک و تار کیهانی، با ساخت نقشه 3D کیهان، تصویربرداری از میلیاردها کهکشان و ردیابی ۱۰ میلیارد سال اخیر تاریخ کیهانی ^[1]. ESA این ماموریت را «کارآگاه جهان تاریک» خود می‌نامد ^[1].

بخش 3D از طیف‌سنجی می‌آید. Euclid نور کهکشان‌ها را به طیف تفکیک می‌کند و در آن‌ها به دنبال هیدروژن آلفا (hydrogen-alpha)، نور ابرهای ستاره‌ساز گاز هیدروژن، می‌گردد تا فاصله کهکشان‌ها را بسنجد ^[1]. DR1-Foundation این طیف‌ها را برای ۱۶۰ میلیون منبع فراهم می‌کند ^[1].

تار کیهانی شبکه‌ای از رشته‌هاست، عمدتاً از ماده تاریک، که کهکشان‌ها در امتداد آن گرد می‌آیند؛ میلیون‌ها سال نوری امتداد دارد اما بیشتر نامرئی است ^[1]. ESA می‌گوید نقشه 3D برای حل رمزهای فراوان جهان تاریک حیاتی است ^[1].

این کار بیشتر هنوز در پیش است. ESA می‌گوید دانشمندان اکنون می‌توانند ساخت نقشه را آغاز کنند و همگرایی گرانشی ضعیف (weak lensing)، انحراف ظریفی که برای نتایج اصلی کیهان‌شناسی به کار می‌رود، با DR1 کامل خواهد آمد ^[1]. تا اینجا این انتشار ماده تاریک یا انرژی تاریک را حل نمی‌کند و ESA ادعا نمی‌کند که چنین می‌کند.

چرا Euclid چنین ناحیه وسیعی از آسمان را پیمایش می‌کند؟

چون اجرام نادری مانند عدسی‌های قوی فقط در ناحیه‌های بسیار وسیع آسمان به تعداد زیاد دیده می‌شوند ^[1]. ESA توانایی Euclid را انجام «پیمایش‌های عمیق و گسترده آسمان» از فضا، بالای جو تارکننده تصویر زمین، به شیوه‌ای که تلسکوپ‌های زمینی نمی‌توانند، توصیف می‌کند و یادآور می‌شود تلسکوپ‌های فضایی پیشین نمی‌توانستند ناحیه وسیع لازم برای یافتن تعداد زیاد عدسی قوی را پوشش دهند ^[1].

این انتشار دو بخش دارد: پیمایش گسترده Euclid و میدان‌های عمیق Euclid که بارها و در گذرهای متعدد رصد شده‌اند و به اخترشناسان اجازه می‌دهند کهکشان‌هایی را مطالعه کنند که تا ۱۰ میلیارد سال پیش پدید آمده‌اند ^[3][4][6]. نقشه ردپای ESA ۱٬۹۰۰ درجه مربعی را که تاکنون پوشش داده شده نشان می‌دهد که به گفته آن فقط ۱۴٪ هدف کل پیمایش شش‌ساله است ^[6]. تصاویر منتشرشده شامل ابرخوشه Horologium، خوشه کهکشانی Abell 3128 و اعضای گروه کهکشانی Messier 81 مانند خود Messier 81 و NGC 3077 است ^[1].

ESA یادآور می‌شود Euclid پیش‌تر کوازارهای واقعاً باستانی را کشف کرده که به زمانی بازمی‌گردند که جهان فقط ۵٪ سن کنونی‌اش را داشت ^[1].

Euclid ماموریتی اروپایی است که ESA آن را ساخته و اداره می‌کند، با مشارکت کشورهای عضو و ناسا؛ کنسرسیوم Euclid بیش از ۲٬۰۰۰ دانشمند از ۳۰۰ مؤسسه دارد ^[1].

چگونه تصاویر و داده‌های Euclid را ببینیم؟

آسان‌ترین راه برای عموم، ESASky، اطلس آسمان تحت‌وب ESA، است که در آن تصاویر، موزاییک‌ها و فهرست‌های DR1 را می‌توان به‌صورت تعاملی مرور کرد ^[5].

• مرور: ESASky را باز کنید و یکی از اهداف مشهور این انتشار، مانند گروه کهکشانی Messier 81 یا ابرخوشه Horologium، را جست‌وجو کنید ^[1][5].
• دانلود: پژوهشگران می‌توانند از طریق آرشیو علمی Euclid در ESA داده‌ها را پرس‌وجو و دانلود کنند، از جمله دسترسی برنامه‌نویسی با بسته پایتون astroquery.esa.euclid ^[5].
• تحلیل برخط: ESA Datalabs تحلیل ابری را بدون دانلود فایل‌های بسیار بزرگ ارائه می‌دهد ^[5].
• مجوز را بررسی کنید: ESA اعلام می‌کند همه داده‌های DR1 با مجوز CC BY-NC 3.0 IGO منتشر شده‌اند (مجوزی از Creative Commons برای استفاده غیرتجاری با ذکر منبع؛ پیش از استفاده مجدد شرایط کامل را بخوانید) ^[5]. صفحه‌های جداگانه تصاویر مطبوعاتی ESA مجوز دیگری، CC BY-SA 3.0 IGO یا مجوز استاندارد ESA، را نشان می‌دهند ^[6].

درباره تصاویر «Euclid» در شبکه‌های اجتماعی محتاط باشید: برخی تصویرسازی هنرمندانه یا به‌شدت پردازش‌شده‌اند. مطلب «چگونه تشخیص دهیم تصویر یا ویدیو ساخته هوش مصنوعی است: نشانه‌ها، ابزارها و محدودیت‌ها» توضیح می‌دهد تصاویر فضایی مشکوک را چگونه بررسی کنیم و «محاسبات کوانتومی برای مبتدیان: چیست و چه نیست» همراه مفیدی برای جدا کردن اخبار علمی واقعی از جنجال است.

گام بعدی Euclid چیست؟

انتشار کامل داده DR1 برای میانه ۲۰۲۷ برنامه‌ریزی شده و همگرایی گرانشی ضعیف و محاسبه جایگاه کهکشان‌ها و خوشه‌ها در تار کیهانی را می‌افزاید ^[1].

خط زمانی ماموریت تا اینجا، به گفته ESA ^[1]:

• ژوئیه ۲۰۲۳: پرتاب.
• ۱۴ فوریه ۲۰۲۴: آغاز رصدهای علمی معمول.
• نوامبر ۲۰۲۳ و مه ۲۰۲۴: نخستین پیش‌نمایش تصاویر؛ اکتبر ۲۰۲۴: نخستین قطعه از نقشه بزرگ.
• مارس ۲۰۲۵ و ژوئن ۲۰۲۶: دسته‌های مقدماتی داده‌های پیمایشی.
• ۱۲ نوامبر ۲۰۲۶: DR1-Foundation.
• میانه ۲۰۲۷: DR1 کامل.

مارک سووَژ (Marc Sauvage)، رهبر کنسرسیوم Euclid، گفت این انتشار «فقط ۱۴٪ از چیزی است که Euclid در نهایت قصد دارد تحویل دهد» ^[3]. به گفته باربارا سارتوریس (Barbara Sartoris)، عضو کنسرسیوم، پژوهشگران همچنین قصد دارند در ماه‌های آینده خوشه‌های کهکشانی باستانی را بررسی کنند ^[1].