世界上最大的数码相机准备调查黑暗的宇宙

发表于 2026-03-24 07:39:36 来源：首尾相应网

LSST相机在运往智利的维拉·C·鲁宾天文台之前进行了检查。（图片来源：uux.cn/SLAC）
（神秘的大的调查的宇地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：维拉·C·鲁宾天文台将很快开始为期十年的空间和时间遗产调查，即LSST，相机对南半球的准备宙整个天空进行数千次监测。如此巨大的黑暗任务需要一台同等大小的相机。
幸运的世界上最数码是，SLAC国家加速器实验室正在提供这一点。大的调查的宇SLAC的相机科学家和工程师已经正式完成了LSST相机，这是准备宙有史以来最大的数码相机，用于鲁宾开创性的黑暗10年调查。
3200万像素的世界上最数码LSST相机有一辆紧凑型汽车那么大，重达3公吨，大的调查的宇大约是相机一头雄性非洲丛林象的一半重量。LSST的准备宙宽视场视图将试图解开围绕暗能量的挥之不去的谜团，暗能量约占我们宇宙物质能量含量的黑暗70%，并导致宇宙加速膨胀。
LSST还将研究暗物质，这种神秘物质尽管我们看不见，但仍占宇宙中所有物质的85%左右，并回答其他天文问题，因为它创造了鲁宾天文台建设主任泽尔伊科·伊维齐奇所描述的“有史以来最伟大的电影和有史以来信息最丰富的夜空地图”
SLAC教授、鲁宾天文台副主任兼相机项目负责人Aaron Roodman告诉Space.com：“LSST相机和鲁宾收集的数据将是真正具有开创性的。它将使我们能够对宇宙膨胀和暗能量进行真正深入的研究。”。
“我们不会观察单个物体。我们将从智利的山顶位置观察夜空中的一切。”
世界上最大的数码相机准备调查黑暗的宇宙

维拉·C·鲁宾山顶设施的渲染图（图片来源：uux.cn/鲁宾天文台/NSF/AURA）
一次又一次地看到全局
来自强大望远镜的图像通常可以呈现出独特的“外观”，从而使它们能够区分开来。例如，詹姆斯·韦伯太空望远镜图像中的明亮物体呈现出独特的“衍射尖峰”，这使得这些图像的起源显而易见。那么，LSST相机和鲁宾生成的图像有什么不同之处呢？
Roodman说：“事实上，这是一个很好的问题，因为我们的图像会非常不同。”。“你将无法从JWST这样的太空望远镜中清晰地看到单个星系，但你能看到的是很多天空。
“因此，我们的图像令人惊讶的是，它们有多大，覆盖了天空的多少领土，以及它们将包含多少恒星和星系。”
然而，如此巨大的尺寸并不意味着LSST相机在细节方面会显得懒散。
Roodman补充道：“它的图像非常详细，可以分辨出大约15英里外的高尔夫球，同时覆盖比满月宽7倍的天空。”。
世界上最大的数码相机准备调查黑暗的宇宙

完成的LSST相机，一个执行大型任务的大型仪器（图片来源：uux.cn/Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC国家加速器实验室）
LSST调查的主要优势之一是它可以反复观察同一片天空。这将使科学家能够准确地监测该地区在10年内发生的任何变化。
这意味着有人将观察超新星等瞬态事件的增亮和消退，观察由经过的物质（包括暗物质）的引力引起的来自遥远来源的光的曲率，并跟踪空间结构在推开遥远星系时的膨胀。事实上，由于暗能量的影响，这些星系将越来越快地消失。
“这是我对鲁宾和LSST调查的主要兴趣，研究宇宙膨胀和暗能量，”Roodman说。“暗能量只是我们对一种我们还不完全了解的现象的称呼，但我们现在掌握的数据并不像我们能从鲁宾那里学到的那样精确。”
然而，在LSST相机能够帮助科学家扮演侦探的角色来调查暗能量和其他宇宙奥秘之前，它必须从加利福尼亚州门洛公园的SLAC运送到安第斯山脉8900英尺（2713米）高的塞罗帕孔峰。一旦到达那里，它将在今年晚些时候被悬挂在西蒙尼巡天望远镜的顶部。
不仅仅是LSST相机的尺寸使这一运输操作变得棘手。该相机也非常精致，其焦平面由201个单独定制的CCD传感器组成。这些是5微米的平面，平面度的变化不超过人类头发宽度的十分之一。根据Roodman的说法，相比之下，一张纸的厚度在50到100微米之间。
这些传感器之间的间隙约为半毫米宽，这意味着防止它们碰撞是制造过程中的一个主要挑战，在运输过程中仍然是一个挑战。
该团队已经使用与相机重量和形状相同的“质量代理”测试了LSST相机将要走的路线。该代理安装了加速度计，用于测试LSST相机上的应力，包括飞机前往智利时可能产生的应力。
Roodman说：“这次测试非常成功，我们做了大量的工作，你知道，以减少运输中的任何不确定性。”。“不过，看到它被装载到飞机上并被送往智利，可能仍然会让人感到紧张。”
一旦LSST安装在它将依赖的位置系统中，例如将其图像传感器冷却到-148华氏度（-100摄氏度）的单元，它将被设置并运行。
Roodman说：“然后我们将进行测试，以检查相机是否工作正常，以及整个望远镜是否作为一个集成系统工作。”。“然后我们有18周的时间开始拍照。”
至于LSST相机将首先拍摄的图像，Roodman说，目标尚未选定，但他预计这将是一片天空，其中包含一个巨大的明亮星系。他补充说，目前计划在明年春季向公众发布首批LSST图像。
研究人员总结道：“我很高兴看到第一张LSST图像。”。“自2011年1月我第一次加入LSST相机团队以来，我一直在从事这个项目，SLAC的项目历史可以追溯到更远的地方。这个相机及其第一张图像的完成已经有很长一段时间了。”

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