Araştırmacılar LSST Kamerasını inceliyor. Kamera yakında Vera C. Rubin Gözlemevi’nin kalbi olacak Şili’ye gönderilecek (sağda). Katkıda bulunanlar: Greg Stewart/SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı
3.200 megapiksellik LSST Kamera, Şili’deki bir teleskopa kurulduğunda bilim adamlarının karanlık maddeyi, karanlık enerjiyi ve evrenimizin diğer gizemlerini daha iyi anlamalarına yardımcı olacak.
Enerji Bakanlığı’nın SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ndaki bilim insanları ve mühendisler ve onların işbirlikçileri, yirmi yıllık çalışmanın ardından Eski Uzay ve Zaman Araştırması (LSST) Kamerasının tamamlanmasını kutluyor.
DOE ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen Vera C. Rubin Gözlemevi’nin kalbi olan 3.200 megapiksel kamera, araştırmacıların evrenimizi benzeri görülmemiş ayrıntılarla gözlemlemesine yardımcı olacak. On yıl içinde bir yaratacak muazzam veri hazinesi araştırmacıların evrene dair yeni bilgiler elde etmek için güneydeki gece gökyüzünde araştırma yapacakları. Bu veriler, evrenin hızla genişlemesine neden olan karanlık enerjiyi anlama arayışına ve evrendeki maddenin yaklaşık %85’ini oluşturan gizemli madde olan karanlık maddenin avlanmasına yardımcı olacak. Araştırmacılar ayrıca değişen gece gökyüzünü, Samanyolu galaksisini ve kendi güneş sistemimizi daha iyi anlamak için Rubin verilerini kullanmayı planlıyor.
“SLAC’taki benzersiz LSST Kameranın tamamlanması ve Şili’deki diğer Rubin Gözlemevi sistemleriyle yakında entegrasyonuyla, tüm zamanların en iyi filmini ve gece gökyüzünün şimdiye kadar hazırlanmış en bilgilendirici haritasını üretmeye yakında başlayacağız” dedi. Rubin Gözlemevi İnşaatı Direktörü ve Washington Üniversitesi profesör Željko Ivezić.
Bu hedefe ulaşmak için SLAC ekibi ve ortakları astronomi için şimdiye kadar yapılmış en büyük dijital kamerayı ürettiler. Kamera kabaca küçük bir araba boyutunda ve yaklaşık 3.000 kilogram (3 metrik ton) ağırlığındadır ve ön merceği bir buçuk metreden fazla genişliktedir; bu, şimdiye kadar bu amaç için yapılmış en büyük mercektir. Bir metre genişliğindeki başka bir lensin, hem şekil ve optik netliği koruyacak, hem de kameranın devasa odak düzlemini barındıran vakum odasını kapatacak şekilde özel olarak tasarlanması gerekiyordu. Bu odak düzlemi, özel olarak tasarlanmış 201 ayrı CCD sensörden oluşuyor ve o kadar düz ki, insan saçı genişliğinin onda birinden fazla değişmiyor. Piksellerin kendileri yalnızca 10 mikron genişliğindedir.
SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’nda üretilen LSST Kamera, astronomi için şimdiye kadar yapılmış en büyük dijital kameradır. Kamera, Vera C. Rubin Gözlemevi’nin her 3 gecede bir tüm güney gökyüzünü yakalayacak olan 10 yıllık Eski Uzay ve Zaman Araştırması’nın (LSST) kalbinde yer alıyor. Kameradan elde edilen veriler, karanlık enerjinin ve karanlık maddenin doğası gibi kozmolojideki en acil soruların bazılarının yanıtlanmasına yardımcı olmanın yanı sıra güneş sistemimiz ve değişen gece gökyüzüne ilişkin çalışmaların ilerlemesine de yardımcı olacak. Katkıda bulunanlar: Olivier Bonin/SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı
SLAC profesörü ve Rubin Gözlemevi Direktör Yardımcısı ve Kamera Programı Lideri Aaron, yine de kameranın en önemli özelliğinin çözünürlüğü olduğunu ve bu çözünürlüğün o kadar yüksek ki, görüntülerinden yalnızca birini tam boyutta görüntülemek için yüzlerce ultra yüksek çözünürlüklü TV gerektireceğini söyledi. Roodman. “Görüntüleri o kadar ayrıntılı ki, dolunaydan yedi kat daha geniş bir gökyüzü alanını kaplarken, yaklaşık 25 mil öteden bir golf topunu çözebilir. Milyarlarca yıldız ve galaksinin yer aldığı bu görüntüler, evrenin sırlarının açığa çıkmasına yardımcı olacak.”
DOE’nin Kozmik Sınır Programı program yöneticisi Kathy Turner, bu sırların açığa çıkarılmasının giderek daha önemli hale geldiğini söyledi. Turner, “Temel fizik anlayışımızı her zamankinden daha fazla genişletmek, evrenin daha da ötesine bakmayı gerektiriyor” dedi. “Çekirdeğinde LSST Kamerası bulunan Rubin Gözlemevi, kozmosun her zamankinden daha derinlerine inecek ve günümüz fiziğinin en zor, en önemli sorularından bazılarının yanıtlanmasına yardımcı olacak.”
Karanlık madde ve karanlık enerji aranıyor
Artık LSST Kamera tamamlandı ve tamamlandı iyice test edildi SLAC’ta paketlenip Şili’ye gönderilecek ve bu yılın sonuna doğru Simonyi Araştırma Teleskobu’nun tepesine kaldırılacağı And Dağları’ndaki 8.900 feet yüksekliğindeki Cerro Pachón’a götürülecek.
Kameranın temel amacı, çalışır duruma getirildikten sonra çok sayıda gece gökyüzü nesnesinin konumlarını haritalamak ve parlaklığını ölçmektir. Araştırmacılar bu katalogdan zengin bilgiler çıkarabilirler. Belki de en önemlisi, LSST Kamerası, büyük galaksilerin arka plandaki galaksilerden gelen ışığın bize ulaşmak için izlediği yolları incelikle büktüğü zayıf kütleçekimsel merceklenme işaretlerini arayacaktır. Zayıf mercekleme, evrendeki kütle dağılımı ve bunun zaman içinde nasıl değiştiği hakkında bazı şeyleri açığa çıkarıyor; bu da kozmologların, karanlık enerjinin evrenin genişlemesine nasıl yön verdiğini anlamalarına yardımcı olacak.
Gözlemevi, bu ölçekte zayıf merceklemeyi incelemek için inşa edilen ilk gözlemevidir ve proje, bilim adamlarını ve mühendisleri, yeni tür CCD sensörleri ve şimdiye kadar yapılmış en büyük merceklerden bazıları da dahil olmak üzere bir dizi yeni teknoloji geliştirmeye ve bunların hepsinin yapıldığından emin olmaya yönlendirmiştir. SLAC’ta kıdemli personel mühendisi ve LSST kamera proje yöneticisi Martin Nordby, bileşenlerin birlikte iyi çalıştığını söyledi.
LSST Kameranın lensler, sensör dizisi ve yardımcı hat dahil olmak üzere ana bileşenlerini gösteren bir sanatçının çizimi. Katkıda bulunanlar: Chris Smith/SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı
Bilim adamları ayrıca galaksilerin dağılımındaki kalıpları ve bunların zaman içinde nasıl değiştiğini incelemek, karanlık madde kümelerini tanımlamak ve süpernovaları tespit etmek istiyor; bunların hepsi hem karanlık madde hem de karanlık enerjinin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir.
SLAC ve Stanford Üniversitesi’ndeki Kavli Parçacık Astrofiziği ve Kozmoloji Enstitüsü’nü yöneten kozmolog Risa Wechsler, bunun olağanüstü bir an olduğunu söyledi. Wechsler, “Burada SLAC’ta ve dünya çapında bu kameranın üreteceği verilerde değerli bir şeyler bulacak çok sayıda bilim insanı var” dedi. “Bu, kozmoloji okumak için heyecan verici bir zaman.”
Bu kadar büyük bir kamerayla başka ne yaparsınız?
Uzak galaksilerin ayrıntılarını ortaya çıkaran aynı görüntüler, araştırmacıların eve daha yakın bir şeyi, yani bizim galaksimizi incelemesine yardımcı olacak. Samanyolu gökada. Yıldızlarının çoğu küçük ve sönük, ancak LSST Kameranın hassasiyeti sayesinde araştırmacılar galaksimizin çok daha ayrıntılı bir haritasını çıkarmayı, galaksimizin yapısı ve evriminin yanı sıra yıldızların ve içindeki diğer nesnelerin doğası hakkında da bilgi sağlamayı umuyorlar.
Araştırmacılar, eve daha da yakın bir yerde, güneş sistemimizdeki birçok küçük nesnenin çok daha kapsamlı bir sayımını yapmayı umuyorlar. Rubin Gözlemevi tahminlerine göre proje, bilinen nesnelerin sayısını 10 kat artırabilir; bu, güneş sistemimizin nasıl oluştuğuna dair yeni bir anlayışa yol açabilir ve belki de gezegene biraz fazla yaklaşan asteroitlerden kaynaklanan tehditlerin belirlenmesine yardımcı olabilir. .
Kamera, Şili’nin And Dağları’nın yükseklerindeki Rubin Gözlemevi’nin Simonyi Araştırma Teleskobu’nun üzerinde yer alacak. Katkıda bulunanlar: Rubin Gözlemevi/Ulusal Bilim Vakfı/AURA
Son olarak Rubin bilim insanları gece gökyüzünün nasıl değiştiğine bakacaklar; örneğin yıldızların nasıl öldüğüne veya maddenin galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara deliklere nasıl düştüğüne.
Bir ekip çalışması
SLAC Direktörü John Sarrao, kameranın laboratuvar ve ortakları için “muazzam bir başarı” olduğunu söyledi. Sarrao, “LSST Kamera ve Rubin Gözlemevi, evrenimize yeni pencereler açacak, onun en büyük gizemlerinden bazılarına derinlemesine bakış açısı kazandıracak ve aynı zamanda eve daha yakın olan harikaları da ortaya çıkaracak” dedi. “SLAC’ın bilimsel ve teknik uzmanlığının, proje liderliğinin ve güçlü küresel ortaklıklarının bu kadar etkili bir şekilde bir araya geldiğini görmek heyecan verici. Sırada ne olacağını görmek için sabırsızlanıyoruz.”
Uzmanlık ve teknolojiye katkıda bulunan ortak laboratuvarlar arasında, kameranın dijital sensör dizisini oluşturan Brookhaven Ulusal Laboratuvarı; Endüstriyel ortaklarıyla birlikte kamera için lensler tasarlayan ve üreten Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı; ve Fransa’daki Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’ndeki Ulusal Nükleer ve Parçacık Fiziği Enstitüsü (IN2P3/CNRS), sensör ve elektronik tasarımına katkıda bulundu ve kameranın altı ayrı yere yerleştirilmesini sağlayacak kameranın filtre değiştirme sistemini kurdu. ultraviyoleden kızılötesine kadar ışık bantları.
Tamamlanmış LSST Kameranın, içindeki 3.200 megapiksel odak düzlemini gösteren önden görünümü. Katkıda bulunanlar: Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı
Brookhaven Enstrümantasyon Bölümü’nde kıdemli fizikçi olan Paul O’Connor şunları söyledi: “Bazıları 20 yılı aşkın süredir proje üzerinde çalışan Brookhaven Laboratuvarı ekibi, LSST Kamerasının tamamlandığını görmekten heyecan duyuyor. Çok sayıda işbirlikçiyle birlikte geliştirdiğimiz hızlı, ultra hassas CCD modüllerimiz, Rubin Gözlemevi’nin önümüzdeki on yıl içinde sunduğu çığır açıcı bilime katkıda bulunacak ve bu amiral gemisi astronomik araştırmada işbirliği yapmayı sabırsızlıkla bekliyoruz.”
Kameranın optik düzeneklerinin önemli bir özelliği üç lensidir; bunlardan birinin 1,57 metre (5,1 feet) çapında olup, dünyanın şimdiye kadar üretilmiş en büyük yüksek performanslı optik lensi olduğuna inanılmaktadır. LLNL mühendisi Vincent Riot şunları söyledi: “Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı, dünyanın en büyük lensi de dahil olmak üzere LSST Kamera için büyük lenslerin ve optik filtrelerin tasarımını ve üretimini denetleme fırsatına sahip olduğu için son derece gurur duyuyor.” eski LSST Kamera proje yöneticisi. “LLNL, onlarca yıldır dünyanın en büyük lazer sistemlerini geliştirerek inşa ettiği büyük optik alanındaki uzmanlığından yararlanmayı başardı ve bu benzeri görülmemiş cihazın tamamlandığını ve Rubin Gözlemevi’ne yolculuğunu yapmaya hazır olduğunu görmekten heyecan duyuyor.”
IN2P3/CNRS kamera bilimcisi Pierre Antilogus şunları söyledi: “Evrenin 3D filmini yapmak için kameranın yaklaşık 2 saniyede görüntü alması ve filtreleri 90 saniyeden daha kısa sürede değiştirmesi gerekiyordu. Bu, bu boyuttaki bir kamera için oldukça büyük bir başarı. LSST Kameranın odak düzleminin boyutu benzersizse, içerideki teknolojinin yoğunluğu daha da etkileyici olur. Filtre değişim sisteminden sorumlu olan ve odak düzlemine katkıda bulunan ekibimiz, böylesine güçlü bir kamerayı geliştirmeye yönelik bu kolektif macerada yer almaktan mutluluk duyuyor.”
Kameranın proje müdür yardımcısı ve kamera entegrasyon yöneticisi Travis Lange, kamerayı inşa etmenin, onu inşa eden ve projeyi yöneten SLAC ekibi için de ödüllendirici bir zorluk olduğunu söyledi. “İnşa ettiğimiz şeyden çok gurur duyuyorum” dedi. “Bu, beni inanılmaz deneyimlere maruz bırakan o kadar benzersiz bir projeydi ki, kim Dışişleri Bakanı ve Temsilciler Meclisi Başkanı’nın kameralı temiz oda önünde bir basın toplantısı düzenleyeceğini hayal edebilirdi? Bunu takip etmek zor bir hareket olacak.”