Euclid-avaruusteleskoopin syvät havaintokentät julkistettiin Helsingissä

14.6.2019
Taivaalta valittiin tarkimmin havainnoitaviksi alueiksi yksi alue pohjoiselta ja kaksi eteläiseltä taivaalta. Teleskoopilla selvitetään, miksi maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy.

Helsingin yliopisto järjesti viime viikolla (4-7.6.2019) Finlandia-talossa kansainvälisen kosmologien ja tähtitieteilijöiden kokouksen (Euclid Consortium Meeting), johon saapui yli 400 tutkijaa neljästätoista Euroopan maasta ja Pohjois-Amerikasta valmistelemaan vuonna 2022 avaruuteen laukaistavan Euclid-avaruuskaukoputken havainto-ohjelmaa.  Kokouksessa julkistettiin Euclidin syvän taivaan alueet eli ne alueet taivaalla, joita Euclid kuvaa erityisen pitkään, jotta saataisiin mahdollisimman tarkkoja havaintoja kaikista kaukaisimmista galakseista.

Euclid on Euroopan avaruusjärjestön ESAn laajakulmainen avaruusteleskooppi, jonka tarkoitus on kuuden vuoden aikana kuvata yli kolmasosa taivaasta.  Havaintojen kohteena ovat kaukaiset galaksit, joten havainnot kohdistetaan alueille, missä oma Linnunratamme ja aurinkokuntamme pöly ovat vähiten tiellä. Euclid tulee kuvaamaan miljardeja galakseja selvittääkseen, miten galaksit ovat ryhmittyneet avaruuteen, millaisia rakenteita ne muodostavat ja miten nämä rakenteet ovat kasvaneet ajan myötä.

Avaruuden rakenteita hallitsee painovoimallaan avaruuden pimeä aine, joka koostuu toistaiseksi tuntemattomista hiukkasista. Pimeän aineen painovoima taivuttaa valon kulkua vääristäen sitä, miltä galaksit näyttävät kaukaa katsottuna.  Näistä vääristymistä Euclid-projekti määrittää, miten pimeä aine on jakautunut avaruuteen.

Euclid-projektin ensisijainen tarkoitus on pyrkiä ymmärtämään, miksi maailmankaikkeuden laajeneminen on kiihtynyt viimeisen viiden miljardin vuoden ajan: onko syynä universumin täyttävä mystinen pimeä energia vai painovoimalain poikkeava käyttäytyminen hyvin suurilla etäisyyksillä. Valolta kestää miljardeja vuosia kulkea kaukaisimmista galakseista tänne; näin Euclid kartoittaa viimeiset 10 miljardia vuotta maailmankaikkeuden 13,8 miljardin vuoden historiasta.

Kerralla Euclid kuvaa taivaasta hieman täysikuuta suuremman alueen. Kuvan valotusaika on runsas tunti. Pääosa taivaasta kuvataan vain kerran. Tämä ns. Euclidin laaja havaintokenttä kattaa taivaasta 15 000 neliöastetta eli yli kolmasosan. Sen analyysiä varten tarvitaan pienempiä paljon tarkemmin havaittuja esimerkkialueita, ns. syviä havaintokenttiä, joita Euclid palaa kuvaamaan aina uudestaan, noin kuukauden välein.  Nämä syvät havaintokentät kattavat yhteensä 40 neliöastetta, eli noin 200 kertaa täydenkuun alan, ja Euclid käyttää niihin yhteensä kymmenesosan koko havaintoajastaan, niin että kunkin kohdan valotusajaksi tulee tunnin sijasta yhteensä kaksi vuorokautta. 

Syvien havaintokenttien avulla seurataan, miten Euclidin havaintoinstrumenttien ominaisuudet muuttuvat ajan myötä ja miten himmeät kohteet, jotka eivät selvästi erotu laajassa havaintokentässä, kuitenkin vaikuttavat sen havaintoihin.

Syvistä havaintokentistä tulee samalla kaukaisen avaruuden tarkimmin havainnoidut alueet; niissä erottuvat himmeämmät ja kaukaisemmat galaksit kuin laajassa havaintokentässä. Tällaisia syviä kenttiä on aiemmin kuvattu muilla laitteilla kuten Hubble-avaruuskaukoputkella, mutta ne ovat olleet alueeltaan paljon pienempiä.

Viime viikon kokouksessa julkistettiin, mitkä taivaanalueet nämä Euclidin syvät havaintokentät tulevat olemaan. Tätä ennen oli käytetty vuosikausia sen selvittämiseksi, mitkä alueet olisivat tarkoitukseen parhaat.

Alueita on kaikkiaan kolme, yksi pohjoisella ja kaksi eteläisellä taivaalla. Alueet julkistettiin, jotta muut kosmologian ja tähtitieteen havaintoprojektit voivat valmistautua kuvaamaan niitä omilla laitteillaan näiden avaruuden alueiden mahdollisimman hyväksi ymmärtämiseksi.

Suomi on yksi kuudestatoista Euclid-projektiin osallistuvasta maasta. Euclid tuottaa hyvin suuren määrän havaintoaineistoa, joka jaetaan projektin yhdeksän datakeskuksen kesken. Yksi näistä Euclidin datakeskuksista sijaitsee Suomessa Tieteen tietotekniikan keskus CSC:n Kajaanin datakeskuksen yhteydessä. 

Suomen osallistumista johtaa dosentti Hannu Kurki-Suonio Helsingin yliopistosta.  Suomesta Euclidiin osallistuu kaikkiaan noin kolmekymmentä tutkijaa Helsingin, Turun ja Jyväskylän yliopistoista ja Aalto-yliopistosta.

Lisätietoja

Hannu Kurki-Suonio, 02941 50752, 040 543 7877, hannu.kurki-suonio@helsinki.fi, Twitter: @HannuKurkiS

Elina Keihänen, 02941 50673, 040 563 6991, elina.keihanen@helsinki.fi

Jussi Väliviita,  040 576 1235, jussi.valiviita@helsinki.fi

Euroopan avaruusjärjestön tiedote: Three dark fields for Euclid´s deep survey

Euclid-konsortion sivut (englanniksi)

Taivaankannen kuva, johon on merkitty tutkittavat alueet.

Euclidin laajat (sinisellä rajatut neljä aluetta) ja syvät (pienet keltaiset alueet) havaintokentät.  Kuva esittää koko taivaanpalloa ja sen poikki kulkeva vaalea vyö on Linnunrata, jota Euclid välttelee.  Credit: ESA/Gaia/DPAC; Euclid Consortium, Euclid Consortium Survey Group

 

Tähtitaivaan palaselta näyttävä ennustekuva

Ennuste siitä, millaiselta osa Euclidin syvästä havaintokentästä tulee näyttämään.  Credit: Euclid Consortium (kuva); NASA/ESA, Hubble, CANDELS, Koekemoer et al. 2011, Grogin et al. 2011 (data)