В 2001 году было официально предложено создать обсерваторию Веры К. Рубин, ранее называвшуюся Большим синоптическим обзорным телескопом (LSST), для создания астрономической установки, которая могла бы проводить исследования дальнего космоса с использованием новейших технологий. Сюда входит широкоугольный телескоп-рефлектор с главным зеркалом длиной 8,4 метра (~ 27,5 футов), в основе которого лежит новая конструкция с тремя зеркалами (обзорный телескоп Симони), и 3,2-мегапиксельная камера формирования изображений на основе устройства с зарядовой связью (CCD). (Камера ЛСТТ). После завершения Рубин проведет 10-летнее исследование южного неба, известное как «Наследие исследования пространства и времени» (LSST).
Хотя строительство самой обсерватории началось только в 2015 году, работы над цифровыми камерами и главным зеркалом телескопа начались гораздо раньше (в 2004 и 2007 годах соответственно). После двух десятилетий работы ученые и инженеры Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики (DOE) и их сотрудники объявили о завершении создания камеры LSST – самой большой цифровой камеры, когда-либо созданной. После установки на обзорный телескоп Симони эта камера поможет исследователям наблюдать нашу Вселенную с беспрецедентной детализацией.
Обсерватория Веры К. Рубин финансируется совместно Национальным научным фондом США (NSF) и Министерством энергетики США (DOE) и управляется совместно NSF NOIRLab и SLAC. Когда «Рубин» начнет свое десятилетнее исследование (запланированное на август 2025 года), оно поможет решить некоторые из наиболее актуальных и нерешенных вопросов астрономии и космологии. К ним относятся понимание природы темной материи и темной энергии, составление реестра Солнечной системы, картирование Млечного Пути и исследование переходного оптического неба (т. е. объектов, которые различаются по местоположению и яркости).
Камера LSST будет способствовать этим усилиям, ежегодно собирая около 5000 терабайт новых необработанных изображений и данных. «После завершения строительства уникальной камеры LSST в SLAC и ее неизбежной интеграции с остальными системами обсерватории Рубин в Чили мы вскоре начнем создавать величайший фильм всех времен и самую информативную карту ночного неба из когда-либо созданных», — сказал он. Желько Ивезич, профессор астрономии Вашингтонского университета и директор строительства обсерватории Рубин, в пресс-релизе NoirLab.
При размерах 1,65 x 3 метра (5,5 x 9,8 футов) и поперечнике передней линзы более 1,5 м (5 футов) камера размером примерно с небольшой внедорожник и весит почти 2800 кг (6200 фунтов). Его возможности оптической визуализации с большой апертурой и широким полем зрения могут захватывать свет от ближнего ультрафиолета (около УФ) до ближнего инфракрасного диапазона (NIR) или 0,3–1 микрометра (мкм). Но величайшим достоинством камеры является ее способность захватывать беспрецедентные детали в беспрецедентном поле зрения. Это позволит обсерватории Рубина составить карту положения и измерить яркость миллиардов звезд, галактик и переходных объектов, создав надежный каталог, который будет стимулировать исследования на долгие годы.
По словам Кэти Тернер, менеджера программы Cosmic Frontier Министерства энергетики США, эти изображения помогут астрономам раскрыть тайны Вселенной:
«И эти секреты становятся все более важными для раскрытия. Более чем когда-либо прежде, расширение нашего понимания фундаментальной физики требует более глубокого заглядывания во Вселенную. Благодаря камере LSST обсерватория Рубина погрузится в космос глубже, чем когда-либо прежде, и поможет ответить на некоторые из самых сложных и важных вопросов современной физики».
В частности, астрономы надеются использовать камеру LSST для поиска признаков слабого гравитационного линзирования. Это явление возникает, когда массивные галактики изменяют кривизну пространства-времени вокруг себя, в результате чего свет от более отдаленных фоновых галактик перенаправляется и усиливается. Этот метод позволяет астрономам изучать распределение массы во Вселенной и то, как оно менялось с течением времени. Это жизненно важно для определения присутствия и влияния Темной Материи, загадочной и невидимой материи, составляющей 85% общей массы Вселенной.
Точно так же ученые также хотят изучить распределение галактик и то, как они изменились с течением времени, что позволит им идентифицировать скопления темной материи и сверхновые, что может помочь улучшить наше понимание как темной материи, так и темной энергии. В нашей Солнечной системе астрономы будут использовать камеру LSST для более тщательного согласования небольших объектов, включая астероиды, планетоиды и околоземные объекты (NEO), которые когда-нибудь могут представлять риск столкновения. Он также будет каталогизировать около дюжины межзвездных объектов (ISO), которые ежегодно входят в нашу Солнечную систему.
Это особенно интересная перспектива для учёных, которые надеются в ближайшем будущем провести миссии по сближению, которые позволят нам изучить их поближе. Теперь, когда камера LSST завершена и ее испытания завершены в SLAC, она будет отправлена на Серро Пачон в Чили (где строится обсерватория Веры К. Рубин) и интегрирована с обзорным телескопом Симони позднее в этом году. Сказал Боб Блюм, директор по эксплуатации обсерватории Веры К. Рубин:
«Отдел обсерватории «Рубин» очень рад видеть, что строительная группа вот-вот завершит этот важный этап. В сочетании с прогрессом в покрытии главного зеркала это уверенно приближает нас к началу Наследия Исследования Пространства и Времени. Это происходит».
Создание камеры LSST стало возможным благодаря опыту и технологиям, предоставленным международными партнерами. К ним относятся Брукхейвенская национальная лаборатория, которая создала массив цифровых датчиков камеры; Ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса и ее промышленные партнеры, которые спроектировали и изготовили линзы; Национальный институт ядерной физики и физики элементарных частиц во Франции, который построил систему замены фильтров камеры и внес свой вклад в разработку датчика и электроники.
Дальнейшее чтение: НуарЛаб
