全球最大 3,200 萬像素相機啟動十年夜空調查計劃

重點
  • 魯賓天文台啟動十年夜空調查計劃,旨在建立詳細宇宙時光記錄。
  • 相機擁有3,200萬像素,並每40秒拍攝一次影像。
  • 每晚可發出700萬個警報,但並非每個警報都代表新的發現。
  • 計劃在十年間對每個觀測點進行約800次重訪,捕捉微妙變化。

一部大約與小型汽車大小相仿的相機在今年夏季每 40 秒拍攝一次新的夜空照片,計劃在接下來的十年中持續進行這項工作。位於智利的維拉·C·魯賓天文台(Vera C. Rubin Observatory)已正式啟動其「時空遺產調查」(Legacy Survey of Space and Time)。這項為期十年的任務旨在建立有史以來最詳細的宇宙時光記錄。該項目的正式啟動於 2026 年 6 月 30 日,隨著系統優化和涵蓋影像質量、調查速度、校準及可靠性的運營評估完成而展開。

魯賓天文台自 2 月以來已向研究人員發送了科學警報,這個里程碑標誌著全面和持續觀測的開始。

3.2 億像素的眼睛

相機技術與性能

LSST 相機包含在 189 個電荷耦合裝置中擁有 3,200 萬像素。該相機重約 3,000 千克(6,600 磅),其運行温度接近負 148 華氏度(負 100 攝氏度),以減少錯誤讀數。單次曝光需要數百台超高清電視才能以全解像度顯示。該相機在加州的 SLAC 國家加速器實驗室建造,並於 2024 年運送至智利,於 2025 年 3 月安裝在西蒙尼天文望遠鏡上。搭配 8.4 米的望遠鏡及廣闊的視野,該系統大約每 40 秒捕捉、處理並重新定位一次影像。

這樣的速度在典型夜晚產生約千張影像。

警報系統的運作

警報,而非發現

魯賓天文台每晚可發出多達 700 萬個警報。每個警報標記一個新影像與舊影像之間統計上顯著的變化。然而,這並不意味著每晚會出現 700 萬個新的發現。處理系統將每張新影像與先前觀測建立的模板進行比較,然後檢查剩餘的差異。這些差異可能是明亮的恆星、移動的小行星、閃爍的星系,或僅僅是成像假象。自動化的警報經紀人會篩選這些大量數據,以便研究人員能夠集中注意力於可能的超新星或快速移動的物體,而非逐一手動審查每個標記的變化。

未來 800 次的訪問

未來的觀測計劃

在未來十年中,魯賓天文台計劃對其調查範圍內的每一個點進行約 800 次重訪。在此過程中,將循環使用六種顏色濾光片。這樣的重複使得圖像堆疊變成真正的時間序列。它能夠捕捉緩慢的恆星暗淡、遙遠的軌道,以及單一快照無法揭示的微妙宇宙變化。在大約六週的預啟動優化觀測期間,魯賓天文台已經記錄了超過 11,000 顆之前未知的小行星,包括 33 顆近地天體。魯賓天文台的 NSF NOIRLab 主任 Bob Blum 表示,這一時刻是該天文台團隊二十多年努力的回報。

SLAC 魯賓運營副主任 Phil Marshall 指出,已經生成的數百萬個警報顯示系統正在運行。他稱其為一台真正的發現機器,隨著全面運營的開始,這一點變得更加明顯。

魯賓天文台的觀測潛力與挑戰

魯賓天文台的十年計劃不僅是對宇宙的深入探索,也是對天文觀測技術的一次重大挑戰。這部高像素相機的運作要求極高的精度和效率,能夠在短時間內處理大量數據。儘管每晚發出的警報數量龐大,但這些警報的篩選和分析需要精密的算法和專業的研究人員來確保真正的發現。因此,這項計劃的成功將依賴於科技的進步以及數據處理能力的提升。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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Henderson 是 The Base Principle 的編輯,負責 AI 與工程科技報道的選題與編輯,並監督本站的自動化編譯流程。關注範圍包括大型語言模型、半導體與運算、太空與能源工程。

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