Euclid hakkab kaardistama universumi

Autor: Üllar Kivila

1. juulil Eesti aja järgi kell 18.12 startis USAst Canaverali neemelt SpaceX Falcon 9 kanderaketi pardal Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) kosmoseteleskoop Euclid*, mille ülesandeks on järgmise kuue aasta jooksul koostada kuni miljardist galaktikast koosnev kolmemõõtmeline kaart meile nähtavast Universumist. Mõnes mõttes on tegemist ühe teise ESA missiooni, Gaia, vennaga, mis kaardistab meie kodugalaktika tähtede asemel hoopis Universumi kõige kaugeimad objekte. Kuni 10 miljardi valgusaasta kaugusel olevate galaktikate uurimine on omajagu keerulisem ülesanne kui Linnutee tähtede kaardistamine ainuüksi seetõttu, et esiplaanil asuvatest tähtedest tuleb mööda vaadata ning galaktikad on palju mitmekesisema välimusega kui enamasti punktallikatena paistvad tähed.

Euclidi viimased ettevalmistused. Pildil on näha teleskoop koos selle kohal asuva päikesevarjukiga.

Viimane pilk Euclidile. 40 minutit pärast starti eraldus teleskoop kanderaketi ülemisest astmest ning asus teele Maa-Päikese 2. Lagrange'i punkti poole.

Põhiosa Euclidist moodustab 1,2 m läbimõõduga laia vaateväljaga teleskoop, mis võimaldab korraga vaadelda umbes poole ruutkraadi suurust ala taevast. Selle teleskoobi valgus suunatakse kahte instrumenti: nähtava valguse kaamera ning lähi-infrapuna spektro- ja fotomeeter. Esimene neist on oma 609 megapiksliga üks suurimaid praegu kosmoseteleskoopide pardal kasutuses olevaid kaameraid ning selle fotosid kasutatakse uuritavate galaktikate kuju ja struktuuri kaardistamiseks. Lähi-infrapuna instrument on umbes 3 korda väiksema lahutusvõimega, kuid sisaldab see-eest kolme erinevat infrapuna-värvikanalit, mille andmete põhjal mõõdetakse valguse punanihe, mis võimaldab hinnata galaktika kaugust.

Euclidi kuueaastase põhimissiooni käigus kaardistatakse ligi kolmandik kogu nähtavast taevast. Kaardistamata jääb ala, kus kaugeid galaktikaid varjab meie oma Linnutee ning meie Päikesesüsteemi planeetide tiirlemistasand.

Euclid asub kosmost vaatlema orbiidil Maa-Päikese 2. Lagrange'i punkti ümber, kus teda on seltsiks ootamas James Webbi ning Gaia kosmoseteleskoobid.

Galaktikate ruumijaotuse kaardistamine punanihke põhjal võiks olla Eesti astronoomiahuvilistele tuttav teema. Esmakordselt tegeles sellega palju vähemate andmete põhjal ning palju rohkema käsitöö abiga Tartu Observatooriumis Jaan Einasto juhitud töörühm. Just nemad nägid 1970ndatel esmakordselt Universumi „kärjestruktuuri“ – galaktikate koondumist parvedesse ning parvi ühendavatesse ahelatesse, nn filamentidesse. Tänapäeval teame, et see struktuur on moodustunud algselt ühtlasema jaotusega aine järk-järgulise gravitatsioonilise kokkukoondumise tulemusel, kuid selle protsessi üksikasjades on veel palju vastuseta küsimusi, millele Euclidi abiga loodetavasti vastuseid leiame. Põhiosa neist küsimustest on seotud tumeaine ja tumeda energiaga – kaks segadusseajavalt sarnast nimetust kahele üpris erinevale nähtusele. Esimene neist vastab küsimusele, miks paistavad galaktikad ja galaktikaparved olevat palju massiivsemad kui neis paistva nähtava aine koguse järgi olema peaks. Ilma tumeaine mõjuta poleks Universumi struktuur tänaseks jõudnud selliseks kujuneda, nagu me vaatlustega näeme. Tumeenergia on seevastu seniteadmata olemusega nähtus, mis põhjustab Universumi kiirenevat paisumist. Loodetavasti saame suure osa oma vaadeldava Universumi kaardistamisega nende nähtuste osas veidi suuremat selgust. Selliste suurte vaatlusprogrammide osas võib olulisemaid tulemusi oodata tõenäoliselt selle aastakümne lõpu poole.

* Euclid on inglise keelne versioon tuntud hellenistliku matemaatiku Eukleidese nimest. Eukleidest nimetatakse geomeetria isaks, tema u 300 eKr kirjutatud teos „Elemendid“ oli ülikoolides õpikuna kasutusel kuni 19. sajandini. Ka kõik tänapäeva kooliõpilased õpivad kuni keskkooli lõpuni Eukleidese geomeetriat, kuigi tema nime sealjuures sageli ei nimetata. Euclid uurib Universumi aine- ja energiajaotust, mis omakorda mõjutab kogu Universumi geomeetriat.