Tre detektorsystem för Euclid-uppdraget, leds av ESA (European Space Agency), har levererats till Europa för rymdfarkostens nära-infraröda instrument. Detektorsystemen är nyckelkomponenter i NASA:s bidrag till detta kommande uppdrag för att studera några av de största frågorna om universum, inklusive de som är relaterade till egenskaperna och effekterna av mörk materia och mörk energi – två kritiska, men osynliga fenomen som forskarna tror utgör den stora majoriteten av vårt universum.

"Leveransen av dessa detektorsystem är en milstolpe för vad vi hoppas kommer att bli ett extremt spännande uppdrag, det första rymduppdraget tillägnad att gå efter den mystiska mörka energin, sa Michael Seiffert, NASA Euclid-projektets forskare baserad på NASA:s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, som hanterar utvecklingen och implementeringen av detektorsystemen.

Euclid kommer att bära två instrument:en avbildare för synligt ljus (VIS) och en nära-infraröd spektrometer och fotometer (NISP). En speciell ljusdelande platta på Euclid-teleskopet gör att inkommande ljus kan delas av båda instrumenten, så att de kan utföra observationer samtidigt.

Rymdfarkosten, planerad att lanseras 2020, kommer att observera miljarder svaga galaxer och undersöka varför universum expanderar i en accelererande takt. Astrofysiker tror att mörk energi är ansvarig för denna effekt, och Euclid kommer att utforska denna hypotes och hjälpa till att begränsa mörka energimodeller. Denna folkräkning av avlägsna galaxer kommer också att avslöja hur galaxer fördelas i vårt universum, som kommer att hjälpa astrofysiker att förstå hur det känsliga samspelet mellan grav materia av mörk materia, ljusmaterial och mörk energi bildar storskaliga strukturer i universum.

Dessutom, platsen för galaxer i förhållande till varandra berättar forskarna hur de är samlade. Mörk materia, ett osynligt ämne som står för över 80 procent av materien i vårt universum, kan orsaka subtila förvrängningar i galaxernas skenbara former. Det beror på att dess gravitation böjer ljus som färdas från en avlägsen galax mot en observatör, vilket förändrar galaxens utseende när den ses från ett teleskop. Euclids kombination av synliga och infraröda instrument kommer att undersöka denna förvrängningseffekt och låta astronomer undersöka mörk materia och effekterna av mörk energi.

Upptäcker infrarött ljus, som är osynlig för det mänskliga ögat, är särskilt viktigt för att studera universums avlägsna galaxer. Ungefär som dopplereffekten för ljud, där en sirens tonhöjd verkar högre när den närmar sig och lägre när den rör sig bort, frekvensen av ljus från ett astronomiskt objekt förskjuts med rörelse. Ljus från föremål som reser bort från oss verkar rödare, och ljuset från dem som närmar sig oss verkar blåare. Eftersom universum expanderar, avlägsna galaxer rör sig bort från oss, så deras ljus sträcks ut till längre våglängder. Mellan 6 och 10 miljarder ljusår bort, galaxer är klarast i infrarött ljus.

JPL skaffade NISP -detektorsystem, som tillverkades av Teledyne Imaging Sensors från Camarillo, Kalifornien. De testades vid JPL och på NASA:s Goddard Space Flight Center, Grönt bälte, Maryland, innan de skickas till Frankrike och NISP-teamet.

Varje detektorsystem består av en detektor, en kabel och ett "avläsningselektronikchip" som omvandlar infrarött ljus till datasignaler som läses av en inbyggd dator och överförs till jorden för analys. Sexton detektorer kommer att flyga på Euklid, var och en består av 2040 gånger 2040 pixlar. De kommer att täcka ett synfält som är något större än dubbelt så stort område som täcks av en fullmåne. Detektorerna är gjorda av en blandning av kvicksilver-kadmium-tellurid och är utformade för att fungera vid extremt kalla temperaturer.

"USA:s Euclid -team har övervunnit många tekniska hinder längs vägen, och vi levererar fantastiska detektorer som kommer att möjliggöra insamling av oöverträffad data under uppdraget, sa Ulf Israelsson, NASA Euclids projektledare, baserad på JPL.

Leverans till ESA av nästa uppsättning detektorer för NISP är planerad i början av juni. Centre de Physique de Particules de Marseille, Frankrike, kommer att ge ytterligare karaktärisering av detektorsystemen. Det slutliga detektorns fokalplan kommer sedan att monteras på Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, och integrerad med resten av NISP för instrumenttester.