Verdens største digitale kamera – et gjennombrudd innen astronomi

[annonse_1]

På toppen av Cerro Pachón, et 2682 meter høyt fjell omtrent 482 kilometer nord for Chiles hovedstad Santiago, forbereder Vera Rubin-observatoriets nye teleskop seg til oppstart.

Vera Rubin-observatoriet under bygging på toppen av Cerro Pachón i Chile. (Foto: SLAC)

Teleskopet, som kalles verdens største digitale kamera, har en oppløsning på 3200 megapiksler, tilsvarende antall piksler på 300 mobiltelefoner, og hvert bilde vil dekke et område av himmelen på omtrent 40 fullmåner.

Hver tredje natt fotograferer teleskopet hele den synlige himmelen og lager tusenvis av bilder som lar astronomer spore alt som beveger seg eller endrer lysstyrke. Vera Rubin-observatoriet forventer å oppdage rundt 17 milliarder stjerner og 20 milliarder galakser som mennesker på jorden aldri har sett før.

«Det er så mange ting Rubin kommer til å gjøre», sa observatorieastronomen Clare Higgs. «Vi utforsker himmelen på måter vi aldri har gjort før, noe som gir oss muligheten til å svare på spørsmål vi aldri har tenkt på før.»

Teleskopet vil undersøke nattehimmelen i nøyaktig et tiår, og ta 1000 bilder hver natt. «Om ti år snakker vi om nye vitenskapsområder , nye klasser av objekter, nye oppdagelser. Det er veldig spennende», la Higgs til.

Inne i Rubin-teleskopet er verdens største kamera, på størrelse med en liten bil, som veier 3000 kg og har en oppløsning på 3200 megapiksler. (Foto: SLAC)

Bryteren er i ferd med å slå seg på.

Byggingen startet i 2015, og teleskopet er oppkalt etter den banebrytende amerikanske astronomen Vera Rubin, som døde i 2016. Rubin var den første som bekreftet eksistensen av mørk materie – et unnvikende stoff som utgjør mesteparten av materien i universet, men som aldri har blitt observert.

Selv om Vera Rubin er et nasjonalt observatorium i USA, ligger det i de chilenske Andesfjellene. «For optiske teleskoper trenger man et høyt, mørkt og tørt sted», sa Higgs, med henvisning til problemer med lysforurensning og luftfuktighet, som reduserer instrumentenes følsomhet. «Kvaliteten på nattehimmelen i Chile er eksepsjonell, og det er derfor det er så mange teleskoper her.»

Rubin-teleskopet, som for tiden er i sluttfasen av byggingen, forventes å bli slått på i 2025. «Vi justerer alt og sørger for at alle systemene, fra toppen til rørene og dataene, er koblet til så smidig og optimalisert som mulig. Alt er forberedt for tiåret », sa Higgs, og bemerket at tidsplanen fortsatt kan endres.

Teleskopets hovedspeil har en diameter på 8,4 m. (Foto: SLAC)

Avkoding av universets langvarige mysterium

Rubin-teleskopets primære oppdrag kalles Legacy Survey of Space and Time (LSST) og vil vare i 10 år.

Rubins kamera kan ta et bilde hvert 30. sekund, og generere 20 terabyte med data i løpet av 24 timer. Når undersøkelsen er fullført, vil den ha generert mer enn 60 millioner gigabyte med rådata.

Det tar imidlertid bare 60 sekunder å overføre hvert bilde fra Chile til et forskningslaboratorium i California (USA), hvor kunstig intelligens og algoritmer først analyserer det, ser etter eventuelle endringer eller objekter i bevegelse og genererer et varsel hvis noe oppdages.

«Vi forventer å se rundt 10 millioner varsler hver natt fra teleskopet», sa Higgs. «Varsler er alt som endrer seg på himmelen og inkluderer mye vitenskap, som objekter i solsystemet, asteroider og supernovaer. Vi forventer at det finnes millioner av stjerner i solsystemet og milliarder av galakser, og det er derfor maskinlæring virkelig er nødvendig.»

Dataene vil bli frigitt til en utvalgt gruppe astronomer hvert år, og etter to år vil hvert datasett bli offentliggjort for det globale vitenskapelige samfunnet å studere, sa Higgs.

Det er fire hovedforskningsområder som forskere ser frem til: katalogisering av solsystemet – inkludert oppdagelsen av flere nye himmellegemer og kanskje en skjult planet kalt Planet Ni; kartlegging av hele jordens galakse; oppdagelsen av en spesiell type objekt kalt et «transient objekt» som kan endre posisjon eller lysstyrke over tid; og forståelsen av mørk materie.

Teleskopet ved Rubin-observatoriet forventes å kunne avkode universets dype mysterier. (Foto: SLAC)

Astronomimiljøet er begeistret for Vera Rubin-observatoriet. David Kaiser, professor i fysikk og vitenskapshistorie ved Massachusetts Institute of Technology (USA), sa at dette teleskopet vil kaste lys over langvarige spørsmål om mørk materie og mørk energi – to av de mest mystiske konseptene i universet.

En annen langvarig kosmisk gåte som Rubin-teleskopet kan løse, er jakten på Planet Ni. Konstantin Batygin, professor i planetvitenskap ved California Institute of Technology, sa at teleskopet gir en reell sjanse til å oppdage Planet Ni direkte. Selv om planeten ikke kan observeres direkte, vil detaljerte kart over solsystemets dynamiske arkitektur – spesielt fordelingen av baner til små legemer – gi viktige tester for hypotesen om Planet Ni.

«Utsiktene er spennende og revolusjonerer absolutt romvitenskapen», roste Priyamvada Natarajan, professor i astronomi og fysikk ved Yale University, Rubin-teleskopet.

Hua Yu (Kilde: CNN)

[annonse_2]
Kilde