Norwegian Participation in Euclid: Implementation phase, part 2

Et av de største problemene i fysikk og astrofysikk i dag er ekistensen av mørk energi, som er antatt å være årsaken til den målte akselererte utvidelsen av universet. Vi tror mørk energi utgjør 70% av energitettheten i universiet i dag, men egenskapene til den mørke energien er ukjente. Den enkleste modellen er å anta at den mørke energien er i form av en kosmologisk konstant. Men det er gode grunner til å tro at den mørke energien egentlig er noe mer komplisert. Euclid er en romsonde som skal skytes opp i 2022. Hovedformålet er å studere nærmere den mørke energien, men den vil også gjøre en rekke undersøkelser som dekker det meste av kosmologi og astrofysikk. Hovedmålene vil være baryoniske akustiske oscillasjoner og svak gravitasjonslinsing. Euclid ble i 2011 valgt som ESAs tredje "M-mission" i Cosmic Vision-programmet og i 2012 ble den offisielt vedtatt for oppskytning i 2020 (nå forsinket til 2022). Etter 6 års arbeid ble i 2018 de norske strukturelle delene av NISP-instrumentet som virkelig skal fly levert. NISP er det største av de to vitenskapelige instrumentene på Euclid og to vesentlige deler, NI-SA-HP og NI-SSS, er bygget av norsk industri, under ledelse av Institutt for teoretisk astrofysikk. Ved Institutt for teoretisk astrofysikk arbeider også en gruppe IT-ingeniører med å lage Data Quality Common Tools for Euclid Science Ground Segment (SGS). Arbeidet med NISP og SGS finansieres for det meste gjennom ESA's PRODEX-program (ca. 3,4 millioner euro til sammen), men reiser for prosjektledelse (inklusive deltagelse i styret for Euclid-konsortiet) finansieres av dette prosjektet. Flight modellen av NI-SA-HP ble levert i august 2017, flight modellen av NI-SSS ble levert i desember 2017, "secure frame" for NI-SA-HP ble levert i januar 2018, og den siste norske delen, Flight Spare for NI-SA-HP ble levert i november 2018. Den vitenskapelige forberedelsen av Euclid, finansiert av dette prosjektet, er arbeid på spesifikke arbeidspakker innenfor Euclid-konsortiets arbeidsgrupper Cosmological Theory Science Working Group og Cosmological Simulations Science Working Group, og dreier seg om gjennom simuleringer å finne hvordan data fra Euclid best kan brukes til å skille mellom og sette begrensinger for modeller med modifisert gravitasjon. Resultatene våre fra dette arbeidet er publisert i over 40 artikler i vitenskapelige tidsskrifter 2015 - 2018, og dessuten i én Ph.d.-avhandling og 8 masteroppgaver.

Den viktigste virkningen av prosjektet er at norske forskere har sterkt øket sine muligheter i å ha en ledende rolle i å analysere dataene fra satellitten Euclid etter oppskytningen i 2022. Samtidig har en norsk industribedrift hevet sitt kompetansenivå ved å utvikle og bygge svært avanserte mekaniske strukturer til et av hovedinstrumentene på Euclid.

One of the most outstanding problems in physics and astrophysics today is the existence of dark energy, which is inferred from the apparent accelerated expansion of the universe. Dark energy is believed to comprise about 70% of the energy content of the universe today, however, it's nature is largely unknown. The simplest model is to assume that the dark energy is in the form of a cosmological constant. There are, however, good reasons to believe that the nature of the dark energy could be more complicated than this. Euclid is an M-class mission with a targeted launch in 2020. Its primary objective is to study dark energy, secondary objectives are covering most of cosmology and astrophysics. The main observational targets will be baryonic acoustic oscillations and weak lensing measurements. Euclid was by ESA in 2011 selected as the third M mission in the Cosmic Vision programme, and it was adopted in 2012 for launch in 2020. This proposal is for the necessary funding of management and coordination of the Norwegian participation in Euclid (the direct costs of Norwegian contributions to instruments and science ground segment will be funded by the PRODEX programme of ESA), for Norwegian participation in Euclid Science Working Groups, and for completing a research project in the period 2015-2018 studying the evolution of non-linear structures in the universe in a class of interesting cosmological models with modified gravity with screening mechanisms, and with massive neutrinos (including sterile neutrinos). This research project will already give significant constraints on such models when compared with existing data, but will especially give interesting forecasts for how Euclid data best can give constraints, and is done within two Euclid Science Working Groups. Furthermore, the project will build competence in numerical simulations of growth of structure in non-standard cosmological models, something that will be essential in future Euclid research.