בשנה הבאה, עולם האסטרונומיה אמור להתרחב עוד יותר עם הפעולות הראשונות של ה-Vera C. מצפה רובין. מצפה הכוכבים הממותה הזה נמצא כעת בבנייה בפסגתו של Cerro Pachón, הר בגובה של כמעט 9,000 רגל בצ'ילה.
תוכן
- המצלמה הדיגיטלית הגדולה בעולם
- רואים את התמונה הרחבה יותר
- סקר שמיים עמוק וגדול
המצפה יכיל טלסקופ באורך 8.4 מטר שילכוד אור מגלקסיות רחוקות ו לתעל את זה למצלמה הדיגיטלית הגדולה בעולם, לייצר תמונות עמוקות להפליא של הכול שמיים דרומיים.
סרטונים מומלצים
אם אי פעם תהיתם איך מהנדסים מגדילים את טכנולוגיית המצלמות הדיגיטליות ממשהו קטן מספיק כדי להיכנס לטלפון שלכם למשהו גדול מספיק כדי ללכוד את כולו גלקסיות, דיברנו עם מדען מצפה הכוכבים רובין קווין ריל כדי לברר על הערכה הייחודית הזו וכיצד היא יכולה לעזור לפענח כמה מהתעלומות הגדולות ביותר ב אַסטרוֹנוֹמִיָה.
קָשׁוּר
- הציצו בתוך הסרגל של גלקסיה ספירלית מסורגת בתמונה חדשה של ג'יימס ווב
- ראה את אימת השמש מקרוב מהטלסקופ הסולארי החזק בעולם
- האבל לוכד מיזוג מלאכי של גלקסיות
המצלמה הדיגיטלית הגדולה בעולם
ברמה הבסיסית, מצלמת רובין פועלת באותו אופן כמו מצלמה דיגיטלית מסחרית כמו זו שבטלפון הסלולרי שלך - אם כי הטכנולוגיה שלה למעשה קרובה יותר ל זו של מצלמות טלפון סלולרי מלפני חמש שנים, שכן היא משתמשת בטכנולוגיית חיישנים הנקראת CCD במקום CMOS, מכיוון שבניית מצלמת המצפה החלה 10 שנים לִפנֵי. ההבדל הגדול ביותר הוא מבחינת קנה המידה: מצלמת הטלפון שלך עשויה להיות בעלת רזולוציה של
10 מגה פיקסל, אבל למצלמת רובין יש 3,200 מגה-פיקסל מרתקת.כדי לתת לך מושג מוחשי יותר איך ייראה 3,200 מגה פיקסל, זה ייקח 378 4K מסכי טלוויזיה להצגת תמונה אחת בגודל מלא, לפי מעבדת האצה הלאומית של SLAC, אשר בונה את המצלמה. סוג זה של רזולוציה תאפשר לך לראות כדור גולף ממרחק של 15 מיילים.
כדי להשיג רזולוציה מסוג זה, כל רכיב של חומרת המצלמה צריך להיות מתוכנן ויוצר בדיוק רב. אחד המרכיבים של המצלמה שדורש ייצור קפדני במיוחד הוא העדשות. ישנן שלוש עדשות שיעזרו לתקן חריגות באותות נכנסות, ולכל אחת מהן צריך להיות משטח נטול פגמים לחלוטין.
זה אפילו יותר קשה להשגה מהדיוק הנדרש עבור מראות טלסקופ, מכיוון ששני הצדדים של העדשה צריכים להיות מלוטשים באותה מידה. "האתגר הוא, עכשיו, במקום משטח אחד למראה, יש לך שני משטחים שצריכים להיות מושלמים", הסביר ריל. "כל האופטיקה של המצפה הזה - העדשות והמראות - הם מסוג הדברים שלוקח שנים ליצור."
השגת העדשות המושלמות היא אפילו לא החלק הקשה ביותר בסוג הערכה הדרושה לטלסקופ כזה. "זו טכנולוגיה ידועה", אמר ריל. "זה קשה, אבל יש חברות שיודעות איך לייצר את העדשות האלה".
המקום שבו מצלמת רובין דוחפת לתוך קרקע שדרסה הרבה יותר היא עם החיישנים שלה. עם רזולוציה כל כך גבוהה של 3,200 מגה פיקסל, יש לסדר את 189 חיישני המצלמה במערך ולהתאים אותם עד שהם מגיעים למפרטים מדויקים. לכל אחד מהחיישנים הללו יש 16 ערוצים, כך שזה 3,024 ערוצים בסך הכל.
"עבורי באופן אישי, האתגר הגדול ביותר היה החיישנים", אמר ריל. "להחזיק 16 ערוצי קריאה ו-189 חיישנים, ולקרוא את כולם בו זמנית. אז רכישת הנתונים, ובאמת הפיכת החיישנים לעמוד בדרישות."
הדרישות הללו לחיישנים מיועדות לדברים כמו רמה נמוכה מאוד של רעש קריאה - זה המרקם הגרוע שתראה כשאתה מצלם בחושך באמצעות הטלפון הסלולרי שלך. כדי למזער את הרעש הזה, שישבש תצפיות אסטרונומיות, החיישנים מקוררים למינוס 150 מעלות פרנהייט. אבל אפילו זה יכול לעזור כל כך הרבה, אז החיישנים צריכים להיות מיוצרים בזהירות רבה כדי להפחית את רעש הקריאה - משהו שרק קומץ חברות בעולם יכולות לעשות.
בעיה נוספת היא עם מישור המוקד של המצלמה, שקשור לאופן שבו המצלמה מתמקדת. כדי לשמור על המטוס הזה שטוח לחלוטין, תוך כמה מיקרונים, יש להרכיב את החיישנים לרפסודה העשויה מסיליקון קרביד, ואז להתקין אותם במצלמה.
הדרך העיקרית שבה המצלמה בטלסקופ שונה ממצלמה דיגיטלית טיפוסית היא השימוש במסננים. במקום לצלם תמונות בצבע, מצלמות טלסקופ למעשה מצלמים תמונות בשחור-לבן באורכי גל שונים. לאחר מכן ניתן לשלב תמונות אלה בדרכים שונות כדי לבחור מאפיינים אסטרונומיים שונים.
לשם כך, מצלמת רובין מצוידת בשישה מסננים, שכל אחד מהם מבודד אורכי גל שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי - מהאולטרה סגול, דרך ספקטרום האור הנראה ואל הספקטרום אינפרא אדום. מסננים אלה הם חתיכות זכוכית גדולות ועגולות שצריך להזיז פיזית מול המצלמה, כך שמוצמד למצלמה מנגנון להחלפתם פנימה והחוצה לפי הצורך. גלגל מסתובב סביב גוף המצלמה, מביא את הפילטר הנדרש לראש, ואז זרוע לוקחת את הפילטר ומחליקה אותו למקומו בין העדשות.
לבסוף, יש את התריס. זה מורכב ממערכת שני להבים המחליקה על פני העדשות ואז אחורה כדי ללכוד תמונה. "זה מאוד מדויק," אמר ריל. "המרחק בין הלהבים הנעים לעדשה מספר שלוש הוא מאוד מאוד קרוב." זה מצריך הנדסה קפדנית כדי לוודא שהמרווח נכון בדיוק.
רואים את התמונה הרחבה יותר
כל ההנדסה המדויקת הזו תאפשר לרובין להיות כלי אסטרונומי חזק ביותר. אבל זה לא חזק באותו אופן כמו כלים כמו טלסקופ החלל האבל או טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שנועדו להסתכל על עצמים רחוקים מאוד. במקום זאת, רובין יסתכל על חלקים ענקיים שלמים של השמים, ויסקור את כל השמים במהירות רבה.
הוא יסקור את כל השמים הדרומיים פעם בשבוע, יחזור על משימה זו שוב ושוב ויאסוף כ-14 טרה-בייט של נתונים בכל לילה. באמצעות תמונות המתעדכנות באופן קבוע, אסטרונומים יכולים להשוות את מה שקרה בחלק נתון של השמים בשבוע שעבר ל מה יש השבוע - וזה מאפשר להם לתפוס אירועים המתפתחים במהירות כמו סופרנובות, כדי לראות איך הם משתנים זְמַן.
TMA Moves דצמבר 2022
אז זה לא רק איסוף כל הנתונים באמצעות חומרת המצלמה זה אתגר, אלא גם לקבל אותם מעובד מהר מאוד כך שהוא יכול להיות זמין לאסטרונומים בזמן כדי שיראו אירועים חדשים כפי שהם מתרחש.
והנתונים יהיו זמינים לציבור גם כן. תוכל לבחור כל אובייקט בשמיים הדרומיים ולשלוף תמונות של אותו אובייקט, או פשוט לדפדף בנתוני סקר המציגים את השמים בפירוט מדהים.
סקר שמיים עמוק וגדול
בנוסף להיותו משאב עבור אסטרונומים בוחנים כיצד עצם מסוים משתנה לאורך זמן, מצפה הכוכבים רובין יהיה חשוב גם לזיהוי עצמים קרובים לכדור הארץ. אלו הם אסטרואידים או שביטים שמתקרבים לכדור הארץ ועשויים לאיים על כוכב הלכת שלנו, אך קשה לזהות אותם מכיוון שהם נעים על פני השמים כל כך מהר.
עם המראה הגדול ושדה הראייה שלו, מצפה הכוכבים רובין יוכל לזהות עצמים שמתקרבים במיוחד לכדור הארץ ונקראים עצמים שעלולים להיות מסוכנים. ומכיוון שהנתונים האלה מתרעננים לעתים קרובות, הם אמורים להיות מסוגלים לסמן עצמים שזקוקים למחקר נוסף כדי שטלסקופים אחרים יוכלו לצפות בהם.
אבל התרומה הגדולה ביותר של המצפה עשויה להיות לחקר החומר האפל והאנרגיה האפלה. למעשה, המצפה קרוי על שם האסטרונומית האמריקאית ורה סי. רובין, שגילתה את העדויות הראשונות לחומר אפל באמצעות תצפיותיה בגלקסיות בשנות ה-60 וה-70.
מצפה הכוכבים רובין יוכל לחקור את החומר המסתורי של החומר האפל על ידי התבוננות ביקום בקנה מידה גדול מאוד.
"לראות באמת חומר אפל - ובכן, אתה לא יכול," הסביר ריל. "אבל כדי לחקור באמת חומר אפל, אתה צריך להסתכל על סולם הגלקסיות."
על ידי התבוננות באיזו מהירות מסתובבים הכוכבים מסביב לקצה של גלקסיה, אתה יכול לחשב כמה מסה חייבת להיות בין הכוכבים האלה למרכז הגלקטי. כאשר אנו עושים זאת, המסה שאנו יכולים לראות אינה מספיקה כדי להסביר את הסיבובים הללו - "אפילו לא קרובה מספיק", אמר ריל. אז חסרה כמות מסה שאנחנו צריכים להסביר. "זה החומר האפל", הוא מוסיף.
עיקרון דומה חל על צבירי גלקסיות שלמים. באמצעות התבוננות במסלולי הגלקסיות בתוך אותם צבירים, אשר רובין יוכל לצפות בשדה הראייה הרחב שלו, התצפיות יזכו לרמה חדשה של כוח סטטיסטי. ולחקור את התופעה הקשורה של אנרגיה אפלה, סוג היפותטי של אנרגיה שמסביר את הקצב של התפשטות היקום, אסטרונומים יכולים להשוות את המסה המחושבת של עצמים גדולים למסה הנצפית שלהם מסה.
"אתה יכול לראות כל צביר גלקסיות שיש, ואי אפשר לקבל יותר סטטיסטיקות ממה שאתה מקבל מכל השמים", אמר ריל. "יש יתרונות אמיתיים בכך שכל הנתונים זמינים בנושא לעומת שדה ראייה קטן."
המלצות עורכים
- בתוך התוכנית המטורפת לגרוף ולהביא הביתה קצת מאווירת ונוס
- מצפה הכוכבים של ג'יימס ווב וקק רואים עננים על הירח טיטאן של שבתאי
- הנה מה שטלסקופ החלל ג'יימס ווב יכוון אליו בהמשך
- השביט הגדול ביותר שנראה אי פעם מגיע אלינו, אבל אל דאגה
- אחת המטרות הראשונות של ג'יימס ווב היא יופיטר. הנה למה
