Drie detectorsystemen voor de Euclid-missie, onder leiding van ESA (European Space Agency), zijn aan Europa geleverd voor het nabij-infraroodinstrument van het ruimtevaartuig. De detectorsystemen zijn belangrijke componenten van NASA's bijdrage aan deze aanstaande missie om enkele van de grootste vragen over het universum te bestuderen, inclusief die met betrekking tot de eigenschappen en effecten van donkere materie en donkere energie - twee kritische, maar onzichtbare verschijnselen waarvan wetenschappers denken dat ze de overgrote meerderheid van ons universum uitmaken.

"De levering van deze detectorsystemen is een mijlpaal voor wat naar wij hopen een buitengewoon opwindende missie zal zijn, de eerste ruimtemissie gewijd aan het achtervolgen van de mysterieuze donkere energie, " zei Michael Seiffert, de NASA Euclid-projectwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, die de ontwikkeling en implementatie van de detectorsystemen beheert.

Euclid zal twee instrumenten aan boord hebben:een zichtbaar-lichtbeeldvormer (VIS) en een nabij-infraroodspectrometer en fotometer (NISP). Een speciale lichtsplitsende plaat op de Euclid-telescoop maakt het mogelijk dat binnenkomend licht door beide instrumenten wordt gedeeld, zodat ze gelijktijdig waarnemingen kunnen doen.

Het ruimtevaartuig, gepland voor lancering in 2020, zal miljarden zwakke sterrenstelsels observeren en onderzoeken waarom het heelal in een steeds sneller tempo uitdijt. Astrofysici denken dat donkere energie verantwoordelijk is voor dit effect, en Euclid zal deze hypothese onderzoeken en helpen om donkere energiemodellen te beperken. Deze telling van verre sterrenstelsels zal ook onthullen hoe sterrenstelsels in ons universum zijn verdeeld, die astrofysici zal helpen begrijpen hoe het delicate samenspel van de zwaartekracht van donkere materie, lichtgevende materie en donkere energie vormen grootschalige structuren in het universum.

Aanvullend, de locatie van sterrenstelsels ten opzichte van elkaar vertelt wetenschappers hoe ze zijn geclusterd. Donkere materie, een onzichtbare substantie die verantwoordelijk is voor meer dan 80 procent van de materie in ons universum, kan subtiele vervormingen veroorzaken in de schijnbare vormen van sterrenstelsels. Dat komt omdat zijn zwaartekracht licht buigt dat van een ver sterrenstelsel naar een waarnemer reist, die het uiterlijk van de melkweg verandert wanneer deze wordt bekeken vanuit een telescoop. Euclids combinatie van zichtbare en infrarode instrumenten zal dit vervormingseffect onderzoeken en astronomen in staat stellen donkere materie en de effecten van donkere energie te onderzoeken.

Detecteren van infrarood licht, die onzichtbaar is voor het menselijk oog, is vooral belangrijk voor het bestuderen van de verre sterrenstelsels van het heelal. Net als het Doppler-effect voor geluid, waar de toonhoogte van een sirene hoger lijkt als hij nadert en lager lijkt als hij weggaat, de frequentie van het licht van een astronomisch object wordt verschoven met beweging. Licht van objecten die van ons weg bewegen, lijkt roder, en het licht van degenen die ons naderen lijkt blauwer. Omdat het heelal uitdijt, verre sterrenstelsels bewegen van ons weg, dus hun licht wordt uitgerekt tot langere golflengten. Tussen 6 en 10 miljard lichtjaar verwijderd, sterrenstelsels zijn het helderst in infrarood licht.

JPL heeft de NISP-detectorsystemen aangeschaft, die werden vervaardigd door Teledyne Imaging Sensors van Camarillo, Californië. Ze werden getest bij JPL en bij NASA's Goddard Space Flight Center, Groene riem, Maryland, alvorens te worden verscheept naar Frankrijk en het NISP-team.

Elk detectorsysteem bestaat uit een detector, een kabel en een "elektronische uitleeschip" die infraroodlicht omzet in gegevenssignalen die door een boordcomputer worden gelezen en voor analyse naar de aarde worden verzonden. Zestien detectoren zullen op Euclid vliegen, elk samengesteld uit 2040 bij 2040 pixels. Ze zullen een gezichtsveld beslaan dat iets groter is dan twee keer het gebied dat wordt bedekt door een volle maan. De detectoren zijn gemaakt van een mengsel van kwik-cadmium-telluride en zijn ontworpen om bij extreem lage temperaturen te werken.

"Het Amerikaanse Euclid-team heeft veel technische hindernissen overwonnen, en we leveren uitstekende detectoren die het verzamelen van ongekende gegevens tijdens de missie mogelijk maken, " zei Ulf Israelsson, de NASA Euclid-projectmanager, gevestigd bij JPL.

De levering aan ESA van de volgende set detectoren voor NISP is gepland voor begin juni. Het Centre de Physique de Particules de Marseille, Frankrijk, zal zorgen voor een verdere karakterisering van de detectorsystemen. Het laatste brandpuntsvlak van de detector zal dan worden geassembleerd in het Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, en geïntegreerd met de rest van NISP voor instrumenttests.