每40秒,智利帕琼山巅一台相机就会触发一次快门,拍下一张32亿像素的南天影像。这个节奏将持续整整十年,照片积累成一幅覆盖整个南天、随时间流动的动态星图。维拉·C·鲁宾天文台背后的科学团队宣布,时空遗产巡天(LSST)已正式启动,一项酝酿三十年的拍摄计划终于按下“录像键”。
“今天,我们开始拍摄有史以来最伟大的宇宙电影。”美国国家科学基金会代理主任布莱恩·斯通在新闻稿中这样描述。他提到,这一刻浓缩了数十年的远见、创新,也体现着联邦科学投资的力量,并强调今后每一夜,该天文台都将拓展知识边界,巩固美国在科学与创新领域的全球领导地位。
把巡天比喻为“宇宙电影”并不夸张。今年2月,鲁宾团队开启了预警生成管线,它能对望远镜捕捉到的可疑天文现象实时发出通知,每夜通知数量可达数百万条。这些预警如同剧本提示,指引天文学家在浩渺数据中找出超新星爆发、小行星轨迹或从未见过的瞬变事件。在系统架构上,望远镜每次曝光40秒,晴朗天气下只需几个夜晚就能遍历整个南天,然后马上开启下一轮扫描,形成延时摄影般的时间序列。
华盛顿大学的研究者在这个全球协作项目中承担了关键角色:开发处理海量数据的软件工具。鲁宾天文台每夜产生的数据规模达到TB级,需要专门的计算设施和分析流水线才能从中提取科学发现。这项研制工作在华盛顿大学的数据密集型天体物理与宇宙学研究所(DiRAC研究所)进行,而领导的正是该校天文学家、LSST项目的负责人泽利科·伊韦齐奇。
伊韦齐奇透露,正式启动LSST的决定是在经历了一轮系统优化和审慎的运行审查之后做出的。团队评估了多方面的指标:图像质量、有效巡天速度、系统可靠性和校准精度,每一项都需要达到设计标准才能支撑一项为期十年的科学调查。一年前,科学家用一批“初窥”图像庆祝了建造阶段的完工,随后便转入密集的准备,为的就是此刻从静态调试切换到连续观测。
支撑这台“宇宙录像机”的是目前世界上最大的数码相机,单张照片像素达32亿,每一次曝光都将数十亿个天体的瞬间状态冻结下来。8.4米口径的西蒙尼巡天望远镜负责引导光线进入相机,而整个天文台的建设成本已超过10亿美元。这样的工程轮廓可以追溯到1990年代天文学界的一系列讨论,真正的推力出现在2007年:西雅图科技先驱查尔斯·西蒙尼和微软联合创始人比尔·盖茨联合捐赠了3000万美元,让纸面构想获得实质推动。2020年,该设施最终以已故天文学家维拉·鲁宾的名字命名,望远镜则冠以“西蒙尼巡天望远镜”,以纪念西蒙尼家族的贡献。
为庆祝巡天正式启动,鲁宾团队专门发布了一张17亿像素的照片,聚焦豺狼座方向。画面里密集的恒星仿佛一片“恒星海洋”,光芒之间漂浮着暗淡而稀薄的云气,那是银河卷云——星际气体和尘埃在暗弱光照下显现出的纹理。这类校准图像是十年观测的起点,也是为一幅即将展开的动态宇宙长卷定下的调色基础。
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