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全球最大相机以32亿像素分辨率首次拍摄宇宙全貌

本站发布时间:2025-06-30 23:51:47
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这台令人印象深刻的、汽车大小的《时空遗产巡天》(Legacy Survey of Space and Time) 相机前所未见:得益于其3200兆像素的分辨率以及薇拉·C·鲁宾天文台1望远镜的广阔视野,LSST相机每次曝光可拍摄相当于45个满月大小的天空区域。使用六种不同滤光片的高清图像,仅需三个夜晚的拍摄即可捕捉整个南天夜空。在从美国运抵智利薇拉·C·鲁宾天文台一年后,首批“超级”图像将于6月23日在华盛顿特区国家科学院举行的新闻发布会上揭晓。这场全球首秀是国际团队(包括多个法国国家科学研究中心2的研究团队)25年研究与建设的巅峰成果。

三叶星云和礁湖星云
此图像融合了薇拉·C·鲁宾天文台在短短七个多小时观测时间内拍摄的678张独立照片。通过这种方式叠加多张图像,清晰揭示了原本微弱或不可见的细节,例如距离地球数千光年、构成三叶星云(顶部)和礁湖星云的气体和尘埃云。来源:NSF–DOE薇拉·C·鲁宾天文台

这些初始图像的卓越质量表明望远镜已准备好开始其使命:在接下来的十年里,每三个夜晚使用六种滤光片拍摄1000张高清照片,扫描整个南半球天空。对这些扫描进行端到端研究,将生成一部高清的四维动态影像,展现宇宙的演化过程。这个十年项目还将产生前所未有的丰富而深邃的南天视图,揭示宇宙中最微弱、最遥远的天体。这项庞大的巡天计划将首次大规模展现宇宙中最细微的变化,从近地天体现象(如小行星和彗星)到极遥远现象(如超新星)。该项目为宇宙学在暗物质和暗能量领域的重大进展铺平了道路,同时也将增进我们对太阳系的理解。

法国国家科学研究中心(CNRS):国际项目的关键组成部分 该项目由美国能源部和美国国家科学基金会(NSF)资助。SLAC国家加速器实验室建造了《时空遗产巡天》(LSST)相机。作为历史合作伙伴,SLAC邀请CNRS科学家协助建造相机的焦平面,并参与设计和建造其自动滤光片更换系统。该系统每夜将自动更换相机滤光片(每片重24-38千克)5至15次。通过测量夜空天体发出的光量,并融合不同滤光片拍摄的图像,将能精确测定它们相对于地球的位置和距离。其他CNRS科学家协助开发了计算基础设施,用于对海量图像进行定量和定性数据分析——这些图像将来自170亿颗可观测恒星和200亿个可观测星系。这项艰巨工作的目标是创建最全面的宇宙数据目录。

每夜将存储20太字节的采集数据。在法国,里昂的法国数据设施(IN2P3)(CNRS)将存储和处理40%的采集原始图像数据。这些数据将定期向全球科学家发布,以促进未来数十年的突破性发现与进展。

为何开发地基望远镜? 尽管目前有25台太空望远镜在轨运行,地基观测对于完整记录宇宙仍然至关重要。地基仪器尺寸更大、灵敏度更高,因此能产生更高精度的曝光图像。这些仪器记录的数据量也超过天基仪器,因为从后者远程下载数据仍是一个复杂过程。最后同样重要的是,地基望远镜还可以用日益高效的工具进行维修和改进。凭借这台尖端相机,薇拉·C·鲁宾天文台成为约五十个从地球和太空观测宇宙的设备与基础设施中的最新成员。

注释:

  1. 以美国天文学家薇拉·C·鲁宾命名,她是首位证实星系中存在暗物质的科学家。
  2. 参与机构包括:IN2P3计算中心(CNRS)、马赛粒子物理中心(CNRS / 艾克斯-马赛大学)、天体粒子与宇宙学实验室(CNRS / CEA / 巴黎西岱大学 / 巴黎天文台)、阿讷西粒子物理实验室(CNRS / 萨瓦勃朗峰大学)、克莱蒙奥弗涅物理实验室(CNRS / 克莱蒙奥弗涅大学)、亚原子物理与宇宙学实验室(CNRS / 格勒诺布尔阿尔卑斯大学)、核物理与高能实验室(CNRS / 索邦大学 / 巴黎西岱大学)、里昂双无限物理研究所(CNRS / 里昂第一大学)、伊雷娜·约里奥-居里双无限物理实验室(CNRS / 巴黎萨克雷大学 / 巴黎西岱大学)、蒙彼利埃宇宙与粒子实验室(CNRS / 蒙彼利埃大学)。

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