Kitais metais astronomijos pasaulis taps dar didesnis, pradėjus veikti pirmiesiems Vera C. Rubino observatorija. Ši mamutų observatorija šiuo metu statoma Cerro Pachón viršūnėje, beveik 9000 pėdų aukščio kalne Čilėje.
Turinys
- Didžiausias pasaulyje skaitmeninis fotoaparatas
- Žiūrint platesnį vaizdą
- Gilus, didelis dangaus tyrimas
Observatorijoje bus įrengtas 8,4 metro teleskopas, kuris fiksuos šviesą iš tolimų galaktikų ir nukreipti tai į didžiausią pasaulyje skaitmeninį fotoaparatą, sukuriantį neįtikėtinai gilius viso vaizdo vaizdus pietinis dangus.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
Jei kada nors susimąstėte, kaip inžinieriai padidina skaitmeninių fotoaparatų technologiją nuo pakankamai mažo, kad tilptų jūsų telefone, iki kažko pakankamai didelio, kad būtų galima užfiksuoti visą galaktikos, kalbėjomės su Rubino observatorijos mokslininku Kevinu Reilu, kad sužinotume apie šį unikalų rinkinį ir kaip jis galėtų padėti atskleisti kai kurias didžiausias paslaptis astronomija.
Susijęs
- Žvilgtelėkite į grotuotos spiralinės galaktikos juostą naujame Jameso Webb atvaizde
- Pamatykite saulės siaubą iš arti iš galingiausio pasaulyje saulės teleskopo
- Hablas užfiksuoja angelišką galaktikų susiliejimą
Didžiausias pasaulyje skaitmeninis fotoaparatas
Iš esmės „Rubin“ fotoaparatas veikia taip pat kaip komercinis skaitmeninis fotoaparatas, toks kaip jūsų mobiliajame telefone, nors jo technologija iš tikrųjų yra artimesnė mobiliųjų telefonų kamerų prieš penkerius metus, nes vietoj CMOS naudojama jutiklių technologija, vadinama CCD, nes observatorijos kamera pradėta statyti prieš 10 metų. prieš. Didžiausias skirtumas yra mastelio požiūriu: jūsų telefono kameros skiriamoji geba gali būti 10 megapikselių, tačiau „Rubin“ fotoaparato raiška yra 3200 megapikselių.
Norint geriau suprasti, kaip atrodytų 3200 megapikselių, reikėtų 378 4K TV ekranai, kad būtų rodomas vienas vaizdas visu dydžiu, pagal kamerą konstruojanti SLAC nacionalinė greitintuvo laboratorija. Tokia raiška leistų pamatyti golfo kamuoliuką iš 15 mylių.
Norint pasiekti tokią skiriamąją gebą, kiekvienas fotoaparato techninės įrangos elementas turi būti suprojektuotas ir pagamintas itin tiksliai. Vienas iš fotoaparato komponentų, kurį reikia ypač kruopščiai gaminti, yra objektyvai. Yra trys lęšiai, padedantys ištaisyti bet kokias gaunamų signalų aberacijas, ir kiekvienas iš jų turi būti visiškai be dėmių.
Tai pasiekti dar sunkiau nei teleskopiniams veidrodžiams reikalingas tikslumas, nes abi objektyvo puses turi būti vienodai poliruotos. „Iššūkis yra tas, kad dabar vietoj vieno veidrodžio paviršiaus turite du paviršius, kurie turi būti tobuli“, – paaiškino Reilas. „Visa šios observatorijos optika – lęšiai ir veidrodžiai – yra tokie dalykai, kuriems sukurti prireikia metų.
Gauti tobulus lęšius net nėra pati sunkiausia tokiam teleskopui reikalingo rinkinio dalis. „Tai žinoma technologija“, - sakė Reilas. "Tai sunku, bet yra įmonių, kurios žino, kaip gaminti šiuos lęšius."
„Rubin“ kamera veržiasi į kur kas rečiau trypiamą žemę yra su jutikliais. Turint tokią nepaprastai didelę 3200 megapikselių skiriamąją gebą, 189 fotoaparato jutiklius reikia suskirstyti į masyvą ir koreguoti, kol jie pasiekia tikslias specifikacijas. Kiekvienas iš šių jutiklių turi 16 kanalų, taigi iš viso yra 3024 kanalai.
„Man asmeniškai didžiausias iššūkis buvo jutikliai“, – sakė Reilas. „Turėti 16 nuskaitymo kanalų ir 189 jutiklius ir nuskaityti juos visus vienu metu. Taigi duomenų gavimas ir jutiklių atitikimas keliamiems reikalavimams.
Tie jutikliams keliami reikalavimai taikomi tokiems dalykams kaip labai žemas skaitymo triukšmo lygis – tai grūdėta tekstūra, kurią matysite, kai fotografuosite tamsoje naudodami mobilųjį telefoną. Siekiant sumažinti šį triukšmą, kuris sutrikdytų astronominius stebėjimus, jutikliai atšaldomi iki minus 150 laipsnių pagal Farenheitą. Tačiau net ir tai gali padėti tik tiek, todėl jutikliai turi būti gaminami labai atsargiai, kad būtų sumažintas skaitymo triukšmas – tai gali padaryti tik kelios pasaulio įmonės.
Kita problema yra su fotoaparato židinio plokštuma, kuri yra susijusi su fotoaparato fokusavimu. Kad ši plokštuma išliktų visiškai plokščia, kelių mikronų ribose, jutikliai turi būti pritvirtinti prie plausto, pagaminto iš silicio karbido, tada sumontuoti kameroje.
Pagrindinis teleskopo fotoaparato skirtumas nuo įprasto skaitmeninio fotoaparato yra filtrų naudojimas. Užuot fiksavusius spalvotus vaizdus, teleskopinės kameros iš tikrųjų fotografuoja nespalvotus vaizdus skirtingais bangos ilgiais. Tada šiuos vaizdus galima derinti įvairiais būdais, kad būtų galima išskirti skirtingus astronominius bruožus.
Norėdami tai padaryti, Rubin fotoaparate yra šeši filtrai, kurių kiekvienas izoliuoja skirtingus bangos ilgius. elektromagnetinis spektras - nuo ultravioletinių spindulių, per matomos šviesos spektrą ir į infraraudonųjų spindulių. Šie filtrai yra dideli, apvalūs stiklo gabalai kuriuos reikia fiziškai perkelti prieš kamerą, todėl prie fotoaparato yra pritvirtintas mechanizmas, leidžiantis prireikus juos pakeisti ir išjungti. Aplink fotoaparato korpusą sukasi ratas, iškeldamas reikiamą filtrą į viršų, tada ranka paima filtrą ir įstumia jį į vietą tarp objektyvų.
Pagaliau yra užraktas. Jį sudaro dviejų ašmenų sistema, kuri slysta per objektyvo veidą ir atgal, kad būtų užfiksuotas vaizdas. „Tai labai tiksliai“, - sakė Reilas. „Atstumas tarp tų judančių peiliukų ir objektyvo numeris trys yra labai, labai artimas. Tam reikia kruopštaus inžinerijos, kad būtų užtikrintas tikslus atstumas.
Žiūrint platesnį vaizdą
Visa ši tiksli inžinerija leis „Rubin“ tapti itin galingu astronominiu įrankiu. Tačiau jis nėra toks pat galingas kaip įrankiai, tokie kaip Hablo kosminis teleskopas ar James Webb kosminis teleskopas, kurie skirti žiūrėti į labai tolimus objektus. Vietoj to, Rubinas žiūrės į didžiulius dangaus gabalus, labai greitai apžvelgdamas visą dangų.
Kartą per savaitę jis apžiūrės visą pietinį dangų, kartodamas šią užduotį ir kiekvieną naktį rinkdamas apie 14 terabaitų duomenų. Turėdami tokius reguliariai atnaujinamus vaizdus, astronomai gali palyginti, kas praėjusią savaitę įvyko tam tikrame dangaus lopinėlyje kas vyksta šią savaitę – ir tai leidžia užfiksuoti greitai besikeičiančius įvykius, tokius kaip supernovos, ir pamatyti, kaip jie keičiasi laikas.
TMA persikelia 2022 m. gruodžio mėn
Taigi iššūkis yra ne tik surinkti visus šiuos duomenis naudojant fotoaparato aparatinę įrangą, bet ir juos gauti apdorojamas labai greitai, kad astronomai galėtų jį laiku pateikti, kad jie pamatytų naujus įvykius tokius, kokie jie yra vykstantys.
Ir duomenys taip pat bus viešai prieinami. Galėsite pasirinkti bet kurį objektą pietiniame danguje ir ištraukti to objekto vaizdus arba tiesiog naršyti apklausos duomenis, rodančius dangų stulbinančiomis detalėmis.
Gilus, didelis dangaus tyrimas
Rubino observatorija bus ne tik šaltinis astronomams, ieškantiems konkretaus objekto pasikeitimo laikui bėgant, bet ir identifikuojant arti Žemės esančius objektus. Tai asteroidai arba kometos, kurie priartėja prie Žemės ir gali kelti grėsmę mūsų planetai, tačiau juos gali būti sunku pastebėti, nes jie taip greitai juda dangumi.
Dėl didelio veidrodžio ir regėjimo lauko Rubino observatorija galės atpažinti objektus, kurie yra ypač arti Žemės ir vadinami potencialiai pavojingais objektais. Kadangi šie duomenys dažnai atnaujinami, jie turėtų turėti galimybę pažymėti objektus, kuriuos reikia toliau tirti, kad galėtų juos stebėti kiti teleskopai.
Tačiau didžiausias observatorijos indėlis gali būti tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos tyrimas. Tiesą sakant, observatorija pavadinta amerikiečių astronomės Veros C. Rubin, kuri septintajame ir aštuntajame dešimtmečiuose atrado pirmuosius tamsiosios medžiagos įrodymus, stebėdama galaktikas.
Rubino observatorija galės ištirti paslaptingą tamsiosios materijos medžiagą, žvelgdama į visatą labai dideliu mastu.
„Tikrai pamatyti tamsiąją materiją – gerai, tu negali“, – paaiškino Reilas. „Tačiau norėdami iš tikrųjų ištirti tamsiąją medžiagą, turite pažvelgti į galaktikos skalę.
Žvelgdami į tai, kaip greitai sukasi žvaigždės aplink galaktikos kraštą, galite apskaičiuoti, kokia masė turi būti tarp tų žvaigždžių ir galaktikos centro. Kai tai darome, masės, kurią matome, nepakanka šiems sukimams paaiškinti – „netgi nepakankamai“, – sakė Reilas. Taigi trūksta masės, kurią turime paaiškinti. „Tai tamsioji medžiaga“, - priduria jis.
Panašus principas galioja ir ištisoms galaktikų grupėms. Stebint galaktikų orbitas tose klasteriuose, kurias Rubinas galės stebėti plačiu matymo lauku, stebėjimai įgis naują statistinės galios lygį. Ir ištirti susijusį tamsiosios energijos reiškinį, hipotetinį energijos tipą, paaiškinantį jos greitį Visatos plėtimosi metu astronomai gali palyginti apskaičiuotą didelių objektų masę su jų stebimais masė.
„Galite matyti kiekvieną galaktikų spiečius ir negalite gauti daugiau statistikos, nei gaunate iš viso dangaus“, - sakė Reilas. „Yra tikrų privalumų, kai turimi visi duomenys apie temą, palyginti su nedideliu matymo lauku.
Redaktorių rekomendacijos
- Viduje beprotiškas planas pasisemti ir parsinešti namo šiek tiek Veneros atmosferos
- Jamesas Webbas ir Kecko observatorija mato debesis Saturno mėnulyje Titane
- Štai ką James Webb kosminis teleskopas toliau nukreips
- Didžiausia kada nors matyta kometa artėja prie mūsų, bet nesijaudinkite
- Vienas iš pirmųjų Jameso Webbo taikinių yra Jupiteris. Štai kodėl
