بزرگترین دوربین دیجیتال جهان، نقشه‌برداری ۱۰ ساله از کیهان پویا را آغاز کرد

رصدخانه ورا سی. روبین رسماً «پیمایش میراث فضا و زمان» (LSST) را آغاز کرده و مأموریت ده ساله‌ای را برای ایجاد جامع‌ترین ثبت سینمایی از کیهان در تاریخ بشر کلید زده است.[1]

این رصدخانه که بر فراز قله سرو پاچون در رشته‌کوه‌های آند شیلی قرار دارد، اکنون از بزرگترین دوربین دیجیتال جهان برای عکس‌برداری مکرر از کل آسمان نیمکره جنوبی استفاده می‌کند.[2]

مقیاس عظیم این ابزار، عکاسی سنتی را به چالش می‌کشد. دوربین LSST که در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC ساخته شده، به اندازه یک خودروی کوچک است و بیش از ۳۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد.

در قلب این دستگاه عظیم، یک صفحه کانونی ۳۲۰۰ مگاپیکسلی قرار دارد که موزاییکی پیچیده از ۱۸۹ حسگر مجزای دستگاه جفت‌کننده بار (CCD) است و با همکاری آزمایشگاه ملی بروکهیون توسعه یافته است.[4]

برای جلوگیری از تداخل نویز حرارتی با نور ضعیف کهکشان‌های دوردست، کل آرایه حسگر در یک کرایواستات خلأ قرار گرفته و تا دمای بسیار سرد منفی ۱۰۰ درجه سانتیگراد خنک می‌شود.

این دوربین بر روی تلسکوپ پیمایشی سیمونی با قطر ۸.۴ متر نصب شده است؛ یک سیستم نوری با طراحی منحصر به فرد که به آن اجازه می‌دهد میدان دید فوق‌العاده وسیعی را بدون قربانی کردن حساسیت به اعماق فضا ثبت کند.[2][5]

آهنگ عملیاتی LSST بی‌وقفه است. هر شب برای ده سال آینده، تلسکوپ یک نوردهی ۱۵ ثانیه‌ای انجام می‌دهد، در عرض چند ثانیه موقعیت خود را تغییر می‌دهد و عکس دیگری می‌گیرد و تقریباً ۱۰۰۰ تصویر عظیم را قبل از طلوع آفتاب ثبت می‌کند.[3][5]

با تکرار این فرآیند، رصدخانه هر سه تا چهار شب یک بار کل آسمان مرئی نیمکره جنوبی را اسکن خواهد کرد. در طول این دهه، هر تکه از آسمان تقریباً ۸۰۰ بار رصد خواهد شد.

این رصد مکرر، کلید رویکرد انقلابی این پیمایش است: اخترشناسی زمان-دامنه. رصدخانه روبین به جای عکس‌های ثابت، عملاً در حال فیلمبرداری یک تایم‌لپس ده ساله از کیهان است.[1]

این نمای پویا به اخترشناسان اجازه می‌دهد هر چیزی را که حرکت می‌کند، چشمک می‌زند یا منفجر می‌شود، ردیابی کنند. این سیستم طراحی شده است تا هر شب میلیون‌ها هشدار خودکار را ظرف ۶۰ ثانیه پس از شناسایی یک رویداد گذرا، مانند ابرنواختر یا اختلال کشندی، صادر کند.[3][5]

در نزدیکی زمین، این پیمایش به عنوان جامع‌ترین سرشماری منظومه شمسی عمل خواهد کرد. در طول یک دوره کوتاه بهینه‌سازی در اوایل سال جاری، این رصدخانه بیش از ۱۱۰۰۰ سیارک که قبلاً دیده نشده بودند را کشف کرد.

انتظار می‌رود LSST در طول عمر خود، میلیون‌ها جرم جدید منظومه شمسی، از جمله سیارک‌های نزدیک به زمین که بالقوه خطرناک هستند و اجرام دور و یخی در کمربند کویپر را فهرست‌بندی کند.[2][5]

فراتر از ردیابی اجرام متحرک، داده‌های انباشته‌شده به فیزیکدانان این امکان را می‌دهد تا عمیق‌ترین اسرار کیهان: ماده تاریک و انرژی تاریک را بررسی کنند.[4]

با تجزیه و تحلیل اعوجاج ظریف نور میلیاردها کهکشان دوردست – پدیده‌ای که به عنوان همگرایی گرانشی ضعیف شناخته می‌شود – دانشمندان قادر خواهند بود داربست نامرئی ماده تاریک را که ساختار کیهان را دیکته می‌کند، نقشه‌برداری کنند.[5]

علاوه بر این، با ردیابی نرخ انبساط کیهان در طول زمان، این پیمایش محدودیت‌های بی‌سابقه‌ای را در مورد ماهیت انرژی تاریک، نیروی مرموزی که کهکشان‌ها را با سرعتی فزاینده از هم دور می‌کند، فراهم خواهد کرد.

خط لوله داده مورد نیاز برای مدیریت این سیل اطلاعات، به خودی خود یک شگفتی تکنولوژیکی است. این رصدخانه در سال اول خود، داده‌هایی بیشتر از مجموع تمام تلسکوپ‌های نوری قبلی تولید خواهد کرد.[1][3]

یک شبکه فیبر نوری اختصاصی، ترابایت‌ها داده را هر شب از قله کوه شیلی به مراکز ابررایانه‌ای در ایالات متحده و اروپا برای پردازش فوری منتقل خواهد کرد.[4]

این پروژه ۸۰۰ میلیون دلاری که به طور مشترک توسط بنیاد ملی علوم (NSF) و وزارت انرژی (DOE) تأمین مالی شده است، اوج بیش از دو دهه برنامه‌ریزی، مهندسی و همکاری بین‌المللی را نشان می‌دهد.[5]

نکته مهم این است که LSST یک ابتکار علم باز است. فهرست‌های عظیم داده‌ها در دسترس جامعه گسترده‌تر اخترشناسی قرار خواهد گرفت و تضمین می‌کند که محققان در سراسر جهان می‌توانند در کشفیات مشارکت کنند.[3]

در حالی که این دوربین عظیم وارد ریتم شبانه خود می‌شود، اخترشناسی وارد عصر جدیدی می‌شود. نقشه‌های ایستا و ثابت گذشته جای خود را به کیهانی زنده و پویا می‌دهند که آماده است اسراری را که از سپیده‌دم زمان پنهان مانده‌اند، فاش کند.[1]