Lendület-csoport a sötét anyag nyomában

A Euclid kollaboráció egy körülbelül kétezer tudóst és mérnököt magába foglaló, főleg az Európai Űrügynökség (ESA) tagországai által működtetett, több mint egy évtizede előkészületben levő óriási projekt. A program célja, hogy más űrügynökségekkel együttműködve létrehozzák az univerzum valaha volt legrészletesebb térképét. A hatévesre tervezett projekt végére – a tervek szerint – nagyjából egymilliárd galaxisból álló háromdimenziós térkép fog elkészülni az univerzumról, pontosabban az égbolt legtisztább harmadáról.

„A Euclid kollaboráció végső tudományos célja

az univerzum két legrejtélyesebb komponensének, a sötét anyagnak és a sötét energiának a megértése

– mondja Kovács András. – Éppen azért hívják ezeket sötétnek, mert közvetlenül nagyon nehéz őket vizsgálni. A látható anyag eloszlásából, a galaxisok alakjából, a galaxisok csomósodásából következtethetünk a jelenlétükre és a hatásukra.”

Kovács András Fotó: Fotó: Steinmann Vilmos

A Euclid projekt alapötlete szerint, minél nagyobb térképet készítünk a látható univerzumról, és minél távolabbra tekintünk ebben az univerzumban, annál jobban fel tudjuk vázolni a világmindenség fejlődéstörténetét. Mivel az univerzum az ősrobbanás óta tágul, minél messzebbre tekintünk a térben, annál messzebbre nézhetünk vissza az időben (hiszen a távoli égitesteket korábbi, akár milliárd évekkel ezelőtti állapotukban látjuk). „E kozmikus hagymahéjak mentén tulajdonképpen az univerzum fejlődését is kiolvashatjuk a létrehozott háromdimenziós térképből – folytatja Kovács András. –

Azt szeretnénk például a Euclid kollaborációban megérteni, hogy a sötét energia, amiről úgy gondoljuk, hogy ma az univerzum körülbelül 70 százalékát tölti ki, mikor vált domináns komponenssé.”

Jelenleg a tavaly július 1-jén útjára indított Euclid űrteleszkóp tesztüzeme zajlik, és a már ismert objektumokról készült hihetetlenül jó minőségű képek bizonyítják a támogatóknak és a közvéleménynek, hogy ez nem egyszerűen egy működőképes berendezés, hanem egy olyan vizsgálóeszköz, amellyel új korszak kezdődhet az univerzum legalapvetőbb tulajdonságainak megértésében.

Az Euclid űrtávcső egy rajzon Forrás: ESA

Kovács András elmondása szerint a Euclid űrtávcső fedélzetén két különböző detektor található (részben azért, mert a végül megvalósult eszközt az ESA 2011 környékén két kisebb, egymással versengő projektből gyúrta össze). Az egyik berendezés a látható fény tartományában végez megfigyeléseket, és kivételesen éles fényképeket készít az univerzumról. Így nagyon részletesen láthatjuk a képein a galaxisokat és csillagokat, viszont a harmadik dimenziót, az égitestek távolságát csak közelítőleg tudjuk a segítségével megbecsülni. A másik berendezés egy infravörös tartományban észlelő detektor, amely spektroszkópiára is alkalmas. Vagyis a galaxisok vöröseltolódását is vizsgálhatja, aminek alapján sokkal pontosabban lehet becsülni a távolságukat. Tehát a projekt háromdimenziós térképezési aspektusa főként e berendezés mérésein alapul.

Miután tavaly július 1-jén a SpaceX segítségével feljutott a világűrbe a Euclid, körülbelül egy hónap alatt érte el a Naprendszer 2-es Lagrange-pontját (a Lagrange-pontokban két egymás körül keringő égitest gravitációs vonzása kiegyenlíti egymást – a szerk.), és ott elfoglalta helyét a Gaia űrteleszkóp, illetve a James Webb űrtávcső társaságában. Itt minimális manőverezéssel egy helyben lehet tartani és stabilan lehet vele megfigyeléseket végezni. A kezdeti hetekben problémák is felmerültek. Például bizonyos apró alkatrészek túlzottan fényesek voltak, így már minimális napfény is visszatükröződött róluk, majd bejutott a detektorokba, és megzavarta a műszerek kalibrációját. A fokozott napaktivitásból származó megnövekedett kozmikus sugárzás (vagyis nagyenergiájú részecskék áramlása) nyomot hagyott a Euclid képein is. Mivel általában nagyon fényes csillagokat használnak a teleszkóp pozicionálására, az e csillagokat is „túlragyogó” kozmikus részecskék miatt a teleszkóp imbolygó mozgásba kezdett, ami elrontotta a megfigyeléseket. Ezt szoftveres megoldással lehetett orvosolni. Mindezek után készültek el a korai megfigyelési program most nyilvánosságra hozott képei. Ezzel párhuzamosan pedig

idén februártól már zajlik a szisztematikus égboltfelmérés, ami hat év múlva fog befejeződni.

Nem volt könnyű a magyar csoportnak bekerülni e nemzetközi együttműködésbe. „Én már a Euclid kollaboráció tagjaként alapítottam a Lendület-kutatócsoportunkat. Ahhoz azonban, hogy a kutatócsoport többi tagját is bevonhassam ebbe az együttműködésbe, tulajdonképpen nemcsak a CSFK-t, hanem egész Magyarországot fel kellett raknunk a Euclid térképére – folytatja Kovács András. – Ehhez olyan szerepet kellett találnunk a kutatócsoport tagjainak, amire nagy szüksége volt a Euclidnak. Így vállalták el a kollégáink a kollaboráció tudománykommunikációs programjának menedzselését, a Svábhegyi Csillagvizsgáló munkatársainak tudására is alapozva. Ez egyrészt a kétezer tag közötti információáramlás segítését, részben pedig a tudományos eredmények kifelé történő kommunikációját is jelenti.”

Euclid’s new image of spiral galaxy NGC 6744 Forrás: ESA

Kovács András immár hét éve, a korábbi barcelonai posztdoktori pozíciója kapcsán csatlakozott a Euclid programhoz. Azóta főként a galaxisok csoportosulását vizsgálja statisztikai módszerekkel. Ebből adódott a Lendület-csoport kutatási területe is: ők a „nagy semmit” vizsgálják. Ezek az angolul cosmic voidnak („kozmikus ürességnek” vagy „nagy semminek”) nevezett térrészek a galaxisok között helyezkednek el, akár 1 milliárd fényév szélesek, és nincsen bennük szinte semmi látható.

„A sötét energia mibenléte talán a legnagyobb és legmisztikusabb kérdés a kozmológiában, és azt gyanítjuk, hogy ez az üres tér tulajdonsága – érvel a kutatócsoport-vezető. – Mintha lenne az üres térben valamilyen kozmikus taszítóerő, ami tolja szét a galaxisokat, feszíti szét az univerzumot. Hol máshol lehetne ezt legdirektebb módon keresni, mint az ilyen üres térrészekben, ahol a látható és sötét anyag hiányában relatíve több sötét energia van?” A kutatócsoport a korábbi égboltfelmérési programokban már tanulmányozta ezeket a struktúrákat, de a

Euclid kollaborációban a korábbiaknál sokkal részletesebb háromdimenziós térkép készül a galaxisok eloszlásáról.

Így várhatóan a lendületes magyar kutatók eredményei is megsokasodnak a közeljövőben.