Η απόλυτη φωτογραφική εμπειρία: Η ψηφιακή μηχανή 3.200 megapixel στην κοσμική φωτογραφία

Η μεγαλύτερη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή στον κόσμο είναι επίσημα έτοιμη να ξεκινήσει τη μαγνητοσκόπηση «της σπουδαιότερης ταινίας όλων των εποχών», σύμφωνα με τους κατασκευαστές της. Σήμερα το πρωί, μηχανικοί και επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντή SLAC του Τμήματος Ενέργειας

ανακοίνωσε την ολοκλήρωση

απο

Κάμερα Legacy Survey of Space and Time (LSST).

ένα εργαλείο μεγέθους 6.610 λιβρών περίπου, σχεδιασμένο για να συλλαμβάνει νέες πληροφορίες σχετικά με τη φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.

Μετά από μια διαδικασία κατασκευής δύο δεκαετιών, η κάμερα LSST των 3.200 megapixel θα ταξιδέψει τώρα στο Παρατηρητήριο Vera C. Rubin που βρίσκεται 8.900 πόδια στην κορυφή του Cerro Pachón της Χιλής. Μόλις συνδεθεί στο τηλεσκόπιο Simonyi Survey της εγκατάστασης αργότερα αυτό το έτος, οι διπλοί φακοί πλάτους πέντε και τριών ποδιών θα στοχεύουν προς τον ουρανό για μια 10ετή έρευνα του ηλιακού συστήματος, του γαλαξία του Γαλαξία και όχι μόνο.

Πόση λεπτομέρεια μπορείτε να λάβετε από ένα εστιακό επίπεδο που έχει ισοπεδωθεί στο ένα δέκατο του πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας μαζί με pixel πλάτους 10 μικρομέτρων; Aaron Roodman, καθηγητής SLAC και Αναπληρωτής Διευθυντής του Παρατηρητηρίου Rubin και Υπεύθυνος Προγράμματος Κάμερας,

παρομοιάζει την ικανότητά του

για να καταγράψετε τις λεπτομέρειες μιας μπάλας του γκολφ από 15 μίλια μακριά «ενώ καλύπτει μια περιοχή του ουρανού επτά φορές ευρύτερη από την πανσέληνο». Οι εικόνες που θα προκύψουν θα περιλαμβάνουν δισεκατομμύρια αστέρια και γαλαξίες, και μαζί τους, νέες ιδέες για τη δομή του σύμπαντος.

[Related:


JWST takes a jab at the mystery of the universe’s expansion rate


.]

Μεταξύ των πολλών καθηκόντων της, η κάμερα LSST θα αναζητήσει στοιχεία ασθενούς βαρυτικού φακού, που συμβαίνει όταν η βαρυτική μάζα ενός γιγαντιαίου γαλαξία κάμπτει τις οδούς φωτός από τους γαλαξίες πίσω της. Η ανάλυση αυτών των δεδομένων μπορεί να προσφέρει στους ερευνητές μια καλύτερη ματιά στο πώς κατανέμεται η μάζα σε όλο το σύμπαν, καθώς και πώς αυτή η κατανομή άλλαξε με την πάροδο του χρόνου. Με τη σειρά του, αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει να προσφέρει στους αστρονόμους νέους τρόπους να εξερευνήσουν πώς η σκοτεινή ενέργεια επηρεάζει τη διαστολή του σύμπαντος.

Για να επιτευχθούν αυτοί οι εντυπωσιακοί στόχοι, η κάμερα LSST έπρεπε να είναι πολύ περισσότερα από μια απλή έκδοση σε κλίμακα μιας ψηφιακής κάμερας point-and-shoot. Ενώ φακοί όπως αυτοί στο smartphone σας συχνά δεν περιλαμβάνουν φυσικά κλείστρα, εξακολουθούν να βρίσκονται συνήθως σε κάμερες SLR. Τούτου λεχθέντος, οι ταχύτητες κλείστρου τους δεν είναι τόσο αργές όσο η κάμερα LSST.

“Ο [LSST] Οι αισθητήρες διαβάζονται πολύ πιο αργά και σκόπιμα…» λέει ο Andy Rasmussen, φυσικός του προσωπικού της SLAC και επιστήμονας LSST Camera Integration and Testing Scientist.

PopSci

. «… το κλείστρο είναι ανοιχτό για 15 δευτερόλεπτα (για την έκθεση) ακολουθούμενο από 2 δευτερόλεπτα για ανάγνωση (με το κλείστρο κλειστό).» Ο ρυθμός αυτού του σαλιγκαριού επιτρέπει στους χειριστές της κάμερας LSST να αντιμετωπίζουν μόνο χαμηλότερο θόρυβο—μόνο περίπου 6 ή 7 ηλεκτρόνια—με αποτέλεσμα να καταγράφουν πολύ πιο σκοτεινούς ουρανούς.

«Χρειαζόμαστε αθόρυβους αισθητήρες για να μπορούμε να πούμε ότι ο σκοτεινός ουρανός είναι πραγματικά σκοτεινός και επίσης για να μπορούμε να μετράμε πολύ αμυδρά αντικείμενα στον ουρανό», συνεχίζει ο Rasmussen. «Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ανάγνωσης των 2 δευτερολέπτων, πρέπει να εμποδίσουμε την είσοδο φωτός στην Κάμερα, γι’ αυτό έχουμε ένα κλείστρο (ένας από τους πολλούς μηχανισμούς μέσα στην Κάμερα).»

Για να διασφαλιστεί περαιτέρω ότι οι χειριστές μπορούν να καταγράφουν τις μετρήσεις των αμυδρά αντικειμένων, επιβραδύνουν επίσης φαινομενικά την ατομική δραστηριότητα κοντά στο εστιακό σημείο της κάμερας LSST, μειώνοντας τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος έως τους -100C (173 Kelvin).

Πέρα από την έρευνα της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, οι κοσμολόγοι σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν την κάμερα LSST για να πραγματοποιήσουν μια νέα, λεπτομερή απογραφή του ηλιακού συστήματος. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι νέες εικόνες θα μπορούσαν να αυξήσουν τον αριθμό των γνωστών αντικειμένων κατά 10 και έτσι να παρέχουν πρόσθετη εικόνα για το πώς σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα, καθώς και να παρακολουθούν τυχόν λανθασμένους αστεροειδείς που μπορεί να επιταχύνουν τη Γη λίγο πολύ κοντά για άνεση.

«Περισσότερο από ποτέ άλλοτε, η διεύρυνση της κατανόησής μας για τη θεμελιώδη φυσική απαιτεί να κοιτάξουμε μακρύτερα στο σύμπαν», δήλωσε στη σημερινή ανακοίνωσή της η Kathy Turner, υπεύθυνη του Προγράμματος Cosmic Frontier του Υπουργείου Ενέργειας. Με την εγκατάσταση της κάμερας LSST, ο Turner πιστεύει ότι οι ερευνητές θα βρεθούν στο δρόμο για να «απαντήσουν σε μερικές από τις πιο δύσκολες, πιο σημαντικές ερωτήσεις στη φυσική σήμερα».