Observatorij Vera C. Rubin: Nov pogled na vesolje

Drone pogled na observatorij Vera C. Rubin sredi decembra 2020

Opazovalnica Vera C. Rubin v izgradnji sredi decembra 2020. (Zasluga za sliko: Observatorij Rubin/NSF/AURA)



Naslednje obdobje našega raziskovanja vesolja bo kmalu začelo opazovalnico Vera C. Rubin, zemeljski teleskop, ki je trenutno v izgradnji na vrhu El Penón Cerro Pachón v severnem Čilu. Observatorij je zvezni projekt, ki ga vodita Nacionalna znanstvena fundacija (NSF) in ameriško ministrstvo za energijo.

Novi observatorij, imenovan v čast astronomke Vere Rubin, naj bi začel delovati oktobra 2023. izjavo objavljeno na spletni strani observatorija Rubin. Ko bo Rubin začel delovati, bo astronomom omogočil, da razmislijo o nekaterih najbolj perečih skrivnostih vesolja.





'Pri oblikovanju observatorija so vodile štiri glavne znanstvene teme,' je povedala direktorica Vera C. Rubin Steven Kahn , je v elektronskem sporočilu zapisal astrofizik na univerzi Stanford v Kaliforniji. 'Katalogiziranje vseh majhnih premikajočih se predmetov v sončnem sistemu. Kartiranje strukture in razvoja Rimske ceste. Raziskovanje številnih vrst zvezdnih variabilnosti na nebu. In določitev narave temna snov in temno energijo , dve največji skrivnosti sodobne fizike. '

Povezano: Vera Rubin: Astronomka, ki je na svetlo pripeljala temno snov



Kahn je dejal, da bo observatorij Rubin omogočil tudi druge vrste študij, ki so neodvisne od teh področij. 'Pričakujemo, da bo observatorij odkril veliko stvari, za katere prej sploh nismo vedeli, da obstajajo,' je za All About Space povedal Kahn.

Širši pogled na vesolje

Zvezdne poti nad observatorijem Vera C. Rubin



Novi observatorij, ki je prikazan tukaj pod zvezdami, naj bi začel delovati oktobra 2023.(Zasluga za sliko: M. Park/Inigo Films/LSST/AURA/NSF)

Ti štirje preiskovalni elementi bodo združeni pod okriljem desetletja Legacy Survey of Space and Time (LSST), v skladu z an Članek z Inštituta za fiziko delcev in kozmologijo Kavli, ki je skupna operacija Univerze Stanford in Nacionalnega pospeševalnega laboratorija SLAC ameriškega ministrstva za energijo.

LSST bo temeljil na prejšnjih raziskavah neba, ki so dolga leta tvorile temeljne stebre astronomije, sistematično preslikale vesolje in zagotovile vpoglede, ki so oblikovali naše razumevanje vesolja.

Tako impresivne, kot so bile te pretekle raziskave in teleskopi, ki so jih izvajali, je bil njihov pogled omejen na majhen del neba. To je eno od področij, na katerih bo observatorij Vera C. Rubin resnično napredoval.

Prvotno imenovan Large Synoptic Survey Telescope v svojem prvem predlogu in v prispevku objavljeno maja 2008 so na spletnem mestu za tiskanje arXiv.org oblikovanje glavnega instrumenta observatorija - Simonyi Survey Telescope (SST) - vodile tri ključne besede: širina, globina in hitrost.

Vse o vesolju

Vse o vesolju 115

(Zasluga za sliko: Prihodnost)

Ta članek vam prinaša Vse o vesolju .


Vse o vesolju revija vas popelje na osupljivo potovanje po našem osončju in zunaj njega, od neverjetne tehnologije in vesoljskega plovila, ki človeštvu omogoča, da se poda v orbito, do zapletenosti vesoljske znanosti.

'Observatorij Rubin se bo zelo razlikoval od vseh obstoječih velikih teleskopov,' je dejal Kahn. 'Večina teleskopov je zasnovana za podrobne raziskave posameznih predmetov - zvezd, galaksij in grozdov takih predmetov. Namesto tega je Rubin namenjen globokemu slikanju neba na celotni južni polobli. '

Ključ do tega pogleda s širokim poljem je edinstvena zasnova teleskopa s tremi ogledali, ki ima primarno ogledalo širine 27,4 metra (8,4 metra). Ta zasnova povečuje tisto, kar astronomi imenujejo etendue sistema - kakovost, ki je produkt zbirnega območja primarnega ogledala in vidnega polja kamere ter opisuje, kako razpršena je svetloba v sistemu.

'Observatorij Rubin bo imel več kot 10 -krat večjo stopnjo kot vsi prejšnji objekti in vsi trenutno načrtovani za razvoj kjer koli drugje po svetu,' je dejal Kahn. 'V tem smislu je edinstven na svetu.'

Kamera kot nobena druga

Prihodnja kamera LSST

Celotna goriščna ravnina prihodnje kamere LSST je široka več kot 2 čevlja in vsebuje 189 posameznih senzorjev, ki bodo proizvajali slike s 3.200 milijoni slikovnih pik.(Zasluga za sliko: Jacqueline Orrell/Nacionalni laboratorij za pospeševanje SLAC)

Da bi dosegli tako visoko stopnjo, je morala ekipa Vera C. Rubin Observatory združiti ta nenavaden optični sistem s tremi zrcali z uporabo rekordnega kompleta- največji digitalni fotoaparat kdaj ustvarjena. Ta kamera velikosti SUV je tudi prva na svetu, ki ima zmogljivost 3,2 gigabajta, glede na sporočilo za javnost ki ga je izdal Nacionalni laboratorij za pospeševanje SLAC septembra 2020. Samo za eno sliko, ki jo je ustvarila kamera, bi bilo za prikaz potrebno več kot 350 4K televizorjev.

Kamera bo vsakih 20 sekund naredila eno 15-sekundno osvetlitev neba, kar ji bo omogočilo, da v treh nočeh zajame približno 10.000 kvadratnih stopinj neba. To daje observatoriju možnost sledenja premikajočim se objektom, kot so asteroidi, in beleženje sprememb zvezd in dogodkov, kot so supernove . Gibanje predmetov blizu Zemlje in hitrost spreminjanja predmetov, kot so zvezde, se pojavljajo v skrajnem časovnem obdobju. Na srečo lahko observatorij pregleda nebo v časovnih okvirih, ki segajo od let do približno 15 sekund.

Observatorij Vera C. Rubin bo zagotovil tudi izjemno globino z opazovanjem vesolja v šestih različnih optičnih pasovih z valovnimi dolžinami od 320 do 1.060 nanometrov. Ta pokriva ultravijolično svetlobo, vse od spektra vidne svetlobe do infrardeče svetlobe. Posledično bo lahko observatorij posnel nekaj zelo šibkih predmetov, ki so jih pogrešali prejšnji pregledi, po reviji Air & Space .

'Rubin bo pridobil skoraj 1000 slik vsakega dela južnega neba. S primerjavo posnetkov, posnetih v različnih časih, lahko zaznamo vse, kar se premika po nebu, in vse, kar se spreminja po svetlosti, «je dejal Kahn. 'Če seštejemo teh 1000 posameznih slik, lahko dobimo najgloblje podobe vsakega dela južnega neba.'

Povezano: 3.200 milijonov slikovnih pik! Srce kamere prihodnjega observatorija Vera Rubin posname rekordno prve fotografije

Kako bo observatorij Vera C. Rubin obravnaval velike količine podatkov?

Ta slika je sestavljena iz treh posameznih okvirjev LSST z različnimi filtri.

Simulator slike LSST proizvaja simulacije slik od konca do konca za preverjanje znanstvene uspešnosti zasnove sistema. Ta slika je sestavljena iz treh posameznih okvirjev z različnimi filtri.(Zasluga za sliko: Observatorij Rubin/NSF/AURA)

Zbiranje toliko zelo podrobnih slik predstavlja velik izziv, saj predstavlja ogromno podatkov, s katerimi je treba ravnati - približno 20 terabajtov vsak večer. Observatorij Vera C. Rubin tako potrebuje še eno revolucijo samo za obdelavo tega ogromnega števila informacij.

'Razviti smo morali tudi tehnologijo za obdelavo vseh teh podatkov, njihovo shranjevanje in omogočiti znanstvenikom, da jih poizvedujejo, da bi lahko izvedli svoje raziskave,' je dejal Kahn. 'Vse to je bilo novo in presega najsodobnejše.'

Za Kahna je del lepote projekta v tem, da nihče ni povsem prepričan, kaj se bo odkrilo v podatkih, ki jih posreduje. 'Ne vemo, kaj bomo našli,' je dejal. 'To je razlog za izgradnjo poskusa.'

Kahn zagotovo ve eno: vpliv, ki ga bo imel na astronomijo, je izjemen. 'Rubin bo odkril in katalogiziral približno 20 milijard galaksij, kar pomeni, da bomo prvič vedeli o več galaksijah, kot je ljudi na Zemlji.'

To število predstavlja približno 10% vseh galaksij, ki naj bi obstajale v opazovanem vesolju. 'To bi bil izjemen človeški dosežek, da bi lahko na ta način naredili tak zapis našega vesolja, v nekaterih pogledih enakovreden nekaterim prvim zemljevidom celotne Zemlje,' je povedal Kahn za All About Space. „Zelo navdušujoče je biti del tega projekta.

Dodatni viri: