美国鲁宾天文台的十年使命:揭示宇宙的奥秘

每年,地球和太空中的所有望远镜加起来发现约20,000颗新的小行星。 然而,最近的一个新天文台在其启动的前十小时内就发现了2,104颗小行星,这相当于整个天文学界年工作量的10%。这就是由美国国家科学基金会和美国能源部科学办公室资助的NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory,显得尤为引人注目。

鲁宾天文台的开发始于1990年代,它是斯坦福直线加速器中心(SLAC)和美国国家科学基金会NOIRLab的联合工程,位于智利的山脉中,远离任何光污染。它拥有一台名为Simonyi Survey Telescope的望远镜,配有三面镜子,其中两个镜子实际上是结合在一个基底上的,宽度达到8.4米。

这一切的目标都是将宇宙的光线传递给相机,该相机有三只镜头,其中最大的镜头宽度为1.6米。这使得鲁宾天文台拥有世界上最大的数字相机,大小相当于一辆汽车,重量达6,000磅。举个例子,iPhone Pro的摄像头拥有48百万像素,而鲁宾的摄像头则高达3,200百万像素。

鲁宾天文台的十年使命被称为“空间与时间的遗产调查”(Legacy Survey of Space and Time,简称LSST),目标十分雄心勃勃。在这段时间里,天文台希望每晚收集约20TB的数据,预计总数据量可能接近500PB,超过人类迄今为止在任何语言中书写的所有数据总和。这个计划希望在其第一个运营年结束前,收集到的空间数据要超过其他光学望远镜所有数据的总和。

那么,有了这样的世界顶级相机,应该做些什么呢?LSST的计划是每晚拍摄南半球的天空一千张照片,每三到四天便能快速绘制出完整的星空图。这将使科学界拥有历史上最伟大的时间延时夜空摄影,细节令人难以置信。 例如,历史上人类已经发现了大约一百万颗小行星和彗星,而这需要所有天文学家通过所有望远镜的努力才能实现。而到了LSST十年任务结束时,预计鲁宾天文台会发现多达额外的四百万颗小行星。

然而,鲁宾天文台的计划远不止发现几颗轨道中的小行星。它的一个主要目标是探索暗物质和暗能量的本质,这些奇异现象占据了宇宙95%以上的组成部分,而我们对它们的探测仍然非常有限。我们目前对暗能量存在的主要证据,是因为银河系似乎在彼此加速远离,这无法用我们现有的理论解释。确实,如果能够在十年内获得每个可见银河的详细时间延迟合成照片,那么未来的研究将会大大受益。

鲁宾天文台的探索或许会带来令人意想不到的发现。科学家们对于鲁宾可能发现那些之前无人关注的、甚至是人们未曾设想的现象感到兴奋不已。鲁宾天文台甚至可能捕捉到更多的星际访客,这些在2017年才首次被人类注意到。

除了将鲁宾的照片公开给公众外,管理天文台的团队还创建了几种与天文台发现进行互动的方式。Skyviewer应用程序可以引导您通过鲁宾的照片进行宇宙之旅,也可以让您自由导航,仿佛您是自己的星际飞船的船长。更想用耳朵去探索这些?Skyviewer应用还能够为您提供太空之音的音乐。我在写这篇文章时也许听着呢。

DOE科学办公室的代理主任Harriet Kung表示,”NSF-DOE鲁宾天文台反映了联邦政府为世界级工程师和科学家提供工具以引领发展的可能性。” 确实如此!这听起来像是联邦政府应当更多地进行这样的支持,而不是削减科学预算。

图片源于:jalopnik