Nākamgad astronomijas pasaule kļūs vēl plašāka ar Vera C pirmajām operācijām. Rubīna observatorija. Šī mamuta observatorija pašlaik tiek būvēta Cerro Pachón virsotnē, gandrīz 9000 pēdu augsta kalna Čīlē.
Saturs
- Pasaulē lielākā digitālā kamera
- Redzot plašāku attēlu
- Dziļa, liela debess izpēte
Observatorijā atradīsies 8,4 metrus garš teleskops, kas uztvers gaismu no tālu galaktikām un novirzīt to uz pasaulē lielāko digitālo kameru, radot neticami dziļus attēlus no visa dienvidu debesis.
Ieteiktie videoklipi
Ja esat kādreiz domājis, kā inženieri palielina digitālo kameru tehnoloģiju no kaut kas pietiekami mazs, lai ietilptu jūsu tālrunī, uz kaut ko pietiekami lielu, lai uzņemtu visu galaktikas, mēs runājām ar Rubina observatorijas zinātnieku Kevinu Reilu, lai uzzinātu par šo unikālo komplektu un to, kā tas varētu palīdzēt atklāt dažus no lielākajiem noslēpumiem astronomija.
Saistīts
- Skatieties spirālveida galaktikas joslā jaunajā Džeimsa Veba attēlā
- Skatieties saules šausmas tuvplānā no pasaulē jaudīgākā saules teleskopa
- Habls fiksē eņģeļu galaktiku saplūšanu
Pasaulē lielākā digitālā kamera
Pamatlīmenī Rubin kamera darbojas tāpat kā komerciāla digitālā kamera, piemēram, jūsu mobilajā tālrunī, lai gan tās tehnoloģija patiesībā ir tuvāka mobilo tālruņu kamerām pirms pieciem gadiem, jo tajā CMOS vietā tiek izmantota sensoru tehnoloģija, ko sauc par CCD, jo observatorijas kameras celtniecība sākās 10 gadus. pirms. Lielākā atšķirība ir mēroga ziņā: tālruņa kameras izšķirtspēja var būt 10 megapikseļi, bet Rubin kamerai ir prātu satraucoši 3200 megapikseļi.
Lai sniegtu taustāmāku priekšstatu par to, kā izskatītos 3200 megapikseļi, būtu nepieciešami 378 4K TV ekrāni, lai parādītu vienu attēlu pilnā izmērā, saskaņā ar SLAC National Accelerator Laboratory, kas konstruē kameru. Šāda izšķirtspēja ļautu jums redzēt golfa bumbiņu 15 jūdžu attālumā.
Lai sasniegtu šāda veida izšķirtspēju, katrs kameras aparatūras elements ir jāprojektē un jāražo ārkārtīgi precīzi. Viena kameras sastāvdaļa, kurai nepieciešama īpaši rūpīga ražošana, ir objektīvi. Ir trīs lēcas, kas palīdz koriģēt ienākošo signālu novirzes, un katrai no tām ir jābūt pilnīgi bez plankumiem.
To sasniegt ir vēl grūtāk nekā teleskopu spoguļiem nepieciešamo precizitāti, jo abām objektīva pusēm jābūt vienādi pulētām. "Izaicinājums ir tāds, ka tagad vienas spoguļa virsmas vietā jums ir divas virsmas, kurām jābūt perfektām," skaidroja Reils. "Visa šīs observatorijas optika — lēcas un spoguļi — tās ir tādas lietas, kuru izveide prasa vairākus gadus."
Ideālu objektīvu iegūšana nav pat grūtākā daļa no komplekta, kas nepieciešams šādam teleskopam. "Tā ir zināma tehnoloģija," sacīja Reils. "Tas ir grūti, bet ir uzņēmumi, kas zina, kā izgatavot šīs lēcas."
Vieta, kur Rubin kamera iespiežas daudz retāk nomīdītā zemē, ir ar saviem sensoriem. Ar tik ārkārtīgi augstu 3200 megapikseļu izšķirtspēju kameras 189 sensori ir jāsakārto masīvā un jāpielāgo, līdz tie sasniedz precīzas specifikācijas. Katram no šiem sensoriem ir 16 kanāli, tātad kopā 3024 kanāli.
"Man personīgi lielākais izaicinājums bija sensori," sacīja Reils. “Lai būtu 16 nolasīšanas kanāli un 189 sensori, un tos visus nolasīt vienlaikus. Tātad datu iegūšana un sensoru atbilstība prasībām.
Šīs prasības sensoriem attiecas uz tādām lietām kā ļoti zems lasīšanas trokšņa līmenis — tā ir graudainā tekstūra, ko redzēsit, uzņemot fotoattēlu tumsā, izmantojot mobilo tālruni. Lai samazinātu šo troksni, kas traucētu astronomiskajiem novērojumiem, sensori tiek atdzesēti līdz mīnus 150 grādiem pēc Fārenheita. Bet pat tas var palīdzēt tik daudz, tāpēc sensori ir jāražo ļoti rūpīgi, lai samazinātu nolasīšanas troksni — to var izdarīt tikai daži uzņēmumi pasaulē.
Vēl viena problēma ir ar kameras fokusa plakni, kas ir saistīta ar to, kā kamera fokusējas. Lai šī plakne būtu pilnīgi plakana, dažu mikronu robežās, sensori ir jāuzstāda uz plosta, kas izgatavots no silīcija karbīda, un pēc tam jāuzstāda kamerā.
Galvenais veids, kā teleskopa kamera atšķiras no parastas digitālās kameras, ir filtru izmantošana. Tā vietā, lai uzņemtu attēlus krāsainos, teleskopu kameras faktiski uzņem melnbaltus attēlus dažādos viļņu garumos. Pēc tam šos attēlus var kombinēt dažādos veidos, lai izvēlētos dažādas astronomiskas iezīmes.
Lai to izdarītu, Rubin kamera ir aprīkota ar sešiem filtriem, no kuriem katrs izolē dažādus viļņu garumus. elektromagnētiskais spektrs - no ultravioletā, caur redzamās gaismas spektru un uz infrasarkanais. Šie filtri ir lieli, apaļi stikla gabali kas ir fiziski jāpārvieto kameras priekšā, tāpēc kamerai ir pievienots mehānisms, kas tos var mainīt pēc vajadzības. Ritenis griežas ap kameras korpusu, nogādājot nepieciešamo filtru augšpusē, pēc tam ar roku paņem filtru un ieslīd to vietā starp objektīviem.
Visbeidzot, ir slēģi. Tas sastāv no divu asmeņu sistēmas, kas slīd pāri objektīva virsmai un pēc tam atpakaļ, lai uzņemtu attēlu. "Tas ir ļoti precīzi," sacīja Reils. "Attālums starp šiem kustīgajiem asmeņiem un objektīvu ar numuru trīs ir ļoti, ļoti tuvs." Tas prasa rūpīgu inženieriju, lai pārliecinātos, ka atstarpes ir precīzi pareizas.
Redzot plašāku attēlu
Visa šī precīzā inženierija ļaus Rubin kļūt par ārkārtīgi spēcīgu astronomisku instrumentu. Taču tas nav tik spēcīgs kā tādi rīki kā Habla kosmiskais teleskops vai Džeimsa Veba kosmiskais teleskops, kas paredzēti ļoti tālu objektu apskatei. Tā vietā Rubīns aplūkos veselus milzīgus debesu gabalus, ļoti ātri apsekojot visas debesis.
Tas reizi nedēļā apsekos visas dienvidu debesis, atkārtojot šo uzdevumu atkal un atkal un katru nakti savācot aptuveni 14 terabaitus datu. Izmantojot šādus regulāri atjauninātus attēlus, astronomi var salīdzināt to, kas pagājušajā nedēļā notika noteiktā debess pleķī ar kas notiek šonedēļ — un tas viņiem ļauj uztvert tādus strauji mainīgus notikumus kā supernovas, lai redzētu, kā tie mainās laiks.
TMA pārceļas 2022. gada decembrī
Tāpēc izaicinājums ir ne tikai visu šo datu apkopošana, izmantojot kameras aparatūru, bet arī to iegūšana apstrādāti ļoti ātri, lai tos varētu laikus darīt pieejamus astronomiem, lai viņi varētu redzēt jaunus notikumus tādus, kādi tie ir notiek.
Un dati tiks arī publiski pieejami. Jūs varēsiet izvēlēties jebkuru objektu dienvidu debesīs un iegūt šī objekta attēlus vai vienkārši pārlūkot aptaujas datus, kas parāda debesis. satriecošā detaļā.
Dziļa, liela debess izpēte
Rubīna observatorija būs ne tikai resurss astronomiem, kas pēta, kā konkrēts objekts mainās laika gaitā, bet arī svarīga, lai identificētu objektus, kas atrodas tuvu Zemei. Tie ir asteroīdi vai komētas, kas pietuvojas Zemei un var potenciāli apdraudēt mūsu planētu, taču tos var būt grūti pamanīt, jo tie pārvietojas pa debesīm tik ātri.
Rubīna observatorija ar savu lielo spoguli un redzes lauku spēs identificēt objektus, kas nonāk īpaši tuvu Zemei un tiek saukti par potenciāli bīstamiem objektiem. Un, tā kā šie dati tiek bieži atsvaidzināti, tiem vajadzētu būt iespējai atzīmēt objektus, kuriem nepieciešama turpmāka izpēte, lai tos varētu novērot citiem teleskopiem.
Bet observatorijas lielākais ieguldījums var būt tumšās vielas un tumšās enerģijas izpētē. Faktiski observatorija ir nosaukta amerikāņu astronomes Veras C. Rubīna, kura atklāja pirmos pierādījumus par tumšo matēriju, veicot galaktiku novērojumus 1960. un 1970. gados.
Rubīna observatorija varēs zondēt noslēpumaino tumšās vielas vielu, aplūkojot Visumu ļoti plašā mērogā.
"Lai patiešām redzētu tumšo vielu, jūs nevarat," Reils paskaidroja. "Bet, lai patiešām pētītu tumšo vielu, jums ir jāskatās galaktikas mērogā."
Aplūkojot, cik ātri griežas zvaigznes ap galaktikas malu, varat noteikt, cik lielai masai jābūt starp šīm zvaigznēm un galaktikas centru. Kad mēs to darām, redzamā masa nav pietiekama, lai izskaidrotu šīs rotācijas — "pat ne tuvu pietiekami," sacīja Reils. Tātad trūkst masas, kas mums jāpaskaidro. "Tā ir tumšā viela," viņš piebilst.
Līdzīgs princips attiecas uz veselām galaktiku kopām. Vērojot galaktiku orbītas tajās kopās, kuras Rubīns varēs novērot ar savu plašo redzeslauku, novērojumi iegūs jaunu statistiskā spēka līmeni. Un izpētīt ar to saistīto tumšās enerģijas fenomenu, hipotētisku enerģijas veidu, kas izskaidro ātrumu Visuma izplešanās laikā astronomi var salīdzināt lielu objektu aprēķināto masu ar to novēroto masa.
"Jūs varat redzēt katru galaktiku kopu, un jūs nevarat iegūt vairāk statistikas, nekā iegūstat no visām debesīm," sacīja Reils. "Ir reālas priekšrocības, ja ir pieejami visi dati par tēmu, salīdzinot ar nelielu redzes lauku."
Redaktoru ieteikumi
- Iekšā trakais plāns, lai iegūtu un atnestu mājās mazliet Venēras atmosfēru
- Džeimss Vebs un Keka observatorija redz mākoņus uz Saturna pavadoņa Titāna
- Lūk, ko Džeimsa Veba kosmiskais teleskops pievērsīs tālāk
- Mūsu ceļā tuvojas lielākā jebkad redzētā komēta, taču neuztraucieties
- Viens no Džeimsa Veba pirmajiem mērķiem ir Jupiters. Lūk, kāpēc
