天空中的十个区域被选定为“深场”,暗能量相机在巡天过程中对这些区域进行了多次成像,从而提供了遥远星系的一瞥,并有助于确定它们在宇宙中的三维分布。图像中充满了星系——事实上,几乎图像中的每个物体都是一个星系。
上周四,我带儿子去了纽约自然历史博物馆的罗斯地球与太空中心。在海登天文馆,我们观看了头顶银河绽放的模拟画面,而演员佩德罗·帕斯卡—— 他真的无处不在——则在屏幕上为我们讲述了银河之舞的精彩瞬间。
这真是令人叹为观止。但这无法与几天后新建成的维拉·C·鲁宾天文台开始向全世界传送的“第一束光” ——宇宙的首批图像——相比。我发现自己用手指捏合缩放着这张照片,单帧画面包含大约1000万个星系,这幅浩瀚的景象需要400台4K电视才能以全分辨率显示。我仿佛能把整个宇宙都展现在我的屏幕上。
关注天空
维拉·C·鲁宾天文台位于智利安第斯山脉帕琼峰海拔8660英尺(约2760米)处,这里晶莹剔透的夜晚为人们提供了一扇格外清晰的太空之窗。该天文台于2015年开始建造,由美国国家科学基金会(NSF)和美国能源部资助。该天文台以先驱天文学家维拉·鲁宾的名字命名,她在星系旋转方面的研究帮助证明了暗物质的存在。建造该天文台是为了进行一项大胆的实验:为期十年的“空间与时间遗产调查” 。
它将每隔几晚拍摄整个南半球的天空,以实现四大目标:揭示暗物质和暗能量、清点太阳系的小行星和彗星、绘制银河系的形成图以及捕捉每一个瞬变的宇宙事件。
鲁宾望远镜的特别之处在于它那令人叹为观止的眼睛。它的核心是一面27英尺宽的双镜,由51,900磅(约23吨)的熔融玻璃铸造而成,即使如此,它仍然足够轻,可以在几秒钟内扫过整个天空。这面镜子将来自宇宙深处的光线引导到32亿像素的LSST相机上。 一台5英尺乘10英尺的巨型数字电子显示屏,是迄今为止最大的数码相机。它就像一个巨大的放大镜,搭配世界上最清晰的数码单反相机:它们每30秒就能捕捉到相当于45个满月的夜空景象。
这些令人叹为观止的图像将持续与世界分享。鲁宾处女作的头条照片被昵称为“宇宙宝箱”,它拼接了1185张室女座星系团的照片,室女座星系团是距离我们最近的主要星系团,距离我们约5500万光年。
但鲁宾天文台的意义远不止于制作精美的宇宙壁纸。其前所未有的规模使其能够探寻太空科学领域重大问题的答案。美国国家科学基金会指出,鲁宾天文台在运行的第一年收集的光学数据将超过所有先前地面望远镜的总和,将混乱多变的天空变成一部可供搜索的电影。
不仅仅是漂亮的图片
正如我之前所写,世界在行星防御方面取得了长足进步:我们有能力探测并最终偏转可能与地球相撞的小行星。鲁宾已经开始为实现这一目标付出努力。
仅用 10 个小时的工程数据,其探测软件就发现了 2,104 颗全新的小行星,其中包括 7 颗近地天体,这些天体的轨道将使其靠近我们的星球。
这份数据仅来自一片指甲盖大小的天区;一旦鲁宾卫星开始对整个南半球进行夜间扫描,预计未来十年将记录超过500万颗小行星和约10万颗近地天体,是目前记录数量的三倍。这将帮助NASA最终实现国会授权的目标,即识别出估计存在的2.5万颗“城市杀手”级近地天体(直径超过140米)中的90% 。
鲁宾的眼睛有多厉害?“天文学家花了225年的时间才探测到第一批150万颗小行星,”华盛顿大学研究生天文学家杰克·库兰德告诉Earth.com 。“鲁宾将在不到一年的时间内将这个数字翻一番。”
鲁宾拍摄的图像将传遍全世界。Skyviewer应用程序允许任何人放大和缩小鲁宾眼中的太空角落,包括那些新发现的天体,其中大多数甚至还没有名字。查看这款应用程序,你可以感受到作为第一批人类之一,仰望充满奇迹和神秘的天空的感受。
在像素中寻找透视
在世界仿佛真的着火的时刻,强调一架望远镜似乎有些奇怪。但维拉·鲁宾天文台不仅仅是国际科学工程的一项成就,或是一扇无与伦比的宇宙之窗。它更是终极视角的提供者。
如果打开处女座图像并完全缩小,地球的轨道会比一个像素还小。然而,正是在这个像素点上,成千上万的工程师、程序员、机械师和科学家默默地花费了十年时间,打造了一只眼睛,可以观察宇宙其他部分的呼吸,并将这些图像分享给所有人类同胞。
看到鲁宾的图像让我想起了沃尔特·惠特曼的诗句“当我听到博学的天文学家”。
我独自徘徊,
在神秘潮湿的夜空中,时不时地,
静静地仰望星空。
当我们的小世界生活感觉混乱时,鲁宾的第一缕曙光给我们带来了宝贵的提醒:我们只是千万个星系中很小的一部分,从我们的星球仰望无尽的星星。
本文最初刊登于《好消息》简报。点击此处订阅!
原文: https://www.vox.com/future-perfect/418023/vera-rubin-observatory-space-astronomy-asteroids-telescope