Nach dem Start von Euclid wird es zu einem Punkt namens Lagrange-Punkt 2 fliegen, etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, wo das Teleskop eine klare Sicht auf den Weltraum hat und gleichzeitig mit Astronomen kommunizieren und kontinuierliches Sonnenlicht auf seinen Sonnenkollektoren genießen kann. Das Teleskop ist mit zwei Instrumenten ausgestattet, die gleichzeitig verwendet werden: einer Kamera für sichtbare Wellenlängen mit 36 empfindlichen Detektoren, sogenannten ladungsgekoppelten Geräten, zur Messung der Formen von Milliarden von Galaxien, und einem Nahinfrarot-Spektrometer und Photometer mit 16 Detektoren bieten ein größeres Infrarot-Sichtfeld als jedes andere Weltraumteleskop. Euclid wird seine wissenschaftliche Mission später in diesem Jahr beginnen, nachdem er diese Instrumente einige Monate lang getestet und kalibriert hat.
Es wird sich einen L2-Orbitalparkplatz in der Nähe des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA teilen, aber „es ist eine Art Anti-JWST.“ Anstatt sich auf einen sehr kleinen Teil des Himmels zu konzentrieren, besteht das gesamte Ziel von Euclid darin, ihn zu erweitern und einen großen Teil des Himmels zu überblicken“, sagt Mark McCaughrean, leitender Berater der ESA für Wissenschaft und Exploration. Im Gegensatz zu den JWST- und Hubble-Teleskopen zoomt Euclid nicht auf einzigartige Objekte heran, sondern erhält einen Panoramablick. „Es ist eine Statistikmission. Das Ziel besteht darin, sich in so vielen Daten und so vielen Galaxien zu ertränken, und dann kann man damit beginnen, die subtilen Signale herauszukitzeln“, sagt McCaughrean.
Die Astrophysiker des Euclid-Teams planen, zwei Arten kritischer Messungen durchzuführen, die beide stark mit Statistiken verbunden sind. Die erste wird eine Messung des schwachen Gravitationslinseneffekts sein, der auftritt, wenn die Schwerkraft massiver Objekte – hauptsächlich dunkle Materie – das Licht von weiter entfernten Galaxien leicht beugt und deren Bilder verzerrt. Es kann nur mit Katalogen untersucht werden, die viele, viele Galaxien enthalten.
Das gilt auch für das Studium akustische Schwingungen der Baryonen. Im Uruniversum bewegten sich Schallwellen wellenförmig durch normale Materie – eine Mischung aus Teilchen und Strahlung. Dadurch entstand ein messbares Muster in der Dichteverteilung von Galaxien während ihrer Entstehung. Die Untersuchung der Muster, die diese Schwingungen bei mehreren Schnappschüssen in der kosmischen Zeit hinterlassen, wird Euklid-Wissenschaftlern helfen, die Expansion des Universums und die Natur der dunklen Energie zu verstehen.
Um bei solchen Statistiken voranzukommen, werden die Instrumente von Euclid Unmengen an Daten sammeln, mit einer Bildqualität, die der von Hubble ähnelt, sich jedoch über 15.000 Quadratgrad des Himmels erstreckt. Mit Hubble würde das Jahrhunderte dauern, sagt Luca Valenziano, Kosmologe am italienischen Nationalinstitut für Astrophysik und Mitglied der Euclid-Kollaboration. „Das ist ein unglaubliches Potenzial, und nur Euklid kann das, weil es den Infrarothimmel erforschen kann, der vom Boden aus nicht zugänglich ist“, sagt er.
Die Verwendung von Infrarot ist ein wesentlicher Unterschied zwischen Euclid und Vermessungsteleskopen am Boden, wie dem Dark Energy Survey, dem Dark Energy Spectroscopic Instrument und dem kommenden Vera Rubin Observatory. Erdgebundene Teleskope können die meisten Infrarotwellenlängen nicht beobachten, da die Atmosphäre sie blockiert. Aber Weltraumteleskope wie Euclid und JWST können das, vorausgesetzt, sie werden kühl genug gehalten. (Infrarotlicht ist im Grunde genommen Wärmestrahlung.) Infrarotinstrumente ermöglichen es Euklid, bei der Untersuchung von Galaxien Staubwolken zu durchdringen und eine tiefere Erforschung der Vergangenheit des Universums zu ermöglichen.
In den letzten Jahren haben Astrophysiker wie Mat Madhavacheril das Atacama-Kosmologieteleskop verwendet, um die größte Frage im Zusammenhang mit der Expansion des Universums zu untersuchen: Warum die gemessene Expansionsrate bei der Verwendung von Sonden des fernen Universums geringfügig anders aussieht als bei der Verwendung naher Objekte, wie Supernova-Explosionen . Euklid könnte helfen, das Rätsel endlich zu lösen, sagt er, denn es werde ihr bisher leistungsstärkstes Werkzeug sein und in der Lage sein, einen weiten Teil des Universums systematisch zu kartieren. „Euklid hat viel zu bieten. Wir freuen uns darüber, und wenn die Euclid-Daten öffentlich sind, werden wir uns darauf einlassen“, sagt er.