6月23日，位于智利北部科金博大区的薇拉・鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory, VRO）厚爱公布了其首批科学图像。两个月前，跟着巨大的圆顶缓缓开启，这座新一代巡天巨眼，便已睁开它前所未有的机敏眼眸凝视深空，厚爱开启了第四代大地光学巡天不雅测的新纪元。
封面图：鲁宾天文台小试锋芒，初度公布的“寰宇宝箱”（The Cosmic Treasure Chest）注视疆土表。（图源：NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory）
巨眼出身：东说念主类不雅天的又一利器
鲁宾天文台，原名大型玄虚巡天千里镜（Large Synoptic Survey Telescope），其中枢搭载着东说念主类迄今建造的最大CCD相机——LSST相机。这台大而无当领有惊东说念主的32亿像素，其镜头宽度逾1.5米，重达3吨。相机里面集成了189块安详、高奢睿度的科学级CCD传感器，共同组成了扫描寰宇的超等“视网膜”。其像素之高令东说念主齰舌，单张相片的数据量足以填满数百台4K超高清屏幕！
承载这台超等相机的是独有想象的西蒙尼巡天千里镜（Simonyi Survey Telescope）。它继承革命的三面镜光学系统：一块直径8.4 米的主镜，一块史上最大的3.4米凸面副镜，以及一块5米的第三镜（凹面镜）。光泽在主镜和副镜之间好意思妙反射，最终精确会聚到 LSST 相机的传感器上。
这架不雅天利器傲立于智利安第斯山脉的帕琼山（Cerro Pachón）伊尔佩恩峰（El Peñón）顶，海拔 2682 米。这里领有民众顶级的天文不雅测要求，年均晴夜数向上300天，大气视宁静度极佳，光混浊几近于零。同期，收货于其巨大的口径，鲁宾天文台领有极强的集光智商以及极高的分辨率，通过对并吞派天区反复不雅测，千千万万张图像的堆叠，咱们有望捕捉到寰宇深处极其迢遥、陈腐的成员。
鲁宾天文台的过东说念主之处，不仅在于“看得清”，更在于“看的广”和“看的快”。它的视场直径高达 3.5 度，视场所积达 9.6 普通度。迎阿精密的快速指向与调焦系统，它能以极高的效果扫描太空，仅需三天就能完成一次对统共这个词可见天区的圆善覆盖。
寰宇普查：时空遗珍巡天样子
寰宇并非一幅凝固的油画，而是一部充斥着爆炸、碰撞、出身与销亡的广阔动态史诗。鲁宾天文台，恰是捕捉这部史诗每一帧精彩骤然的超等高速录像机。
字据筹谋，鲁宾天文台将开展为期十年的“时空遗珍巡天”样子（Legacy Survey of Space and Time，LSST），进行史无先例的动态寰宇普查。在长达十年的任务中，LSST相机将以无与伦比的深度、速率和广度扫描天穹。
除了探索那些寰宇中的不主张要素，LSST还激越成为又名凸起的寰宇观看，捕捉寰宇间那些稍纵则逝的“火食”，比如那些记号着大质地恒星走向生命额外的悲壮爆炸——超新星。将凭借其优异的深度与广度，LSST瞻望每年捕捉数十万颗超新星。此外，LSST的快速巡天智商，能高效探询引力波的光学“回响”。 字据其因斯坦的广义相对论，当中子星或黑洞并合时，将激励时空的震动——引力波，而引力波的产生常随同片霎的伽马射线暴和光学辐射，LSST有望成为大地匹配引力波事件光学对应体的最好捕手。这种多信使天文体的协同，将共同揭开详尽天体并合的机要面纱，以至磨练引力表面。
霸术勃勃的LSST还将深刻探秘寰宇演化的广阔叙事，在其为期十年的时空遗珍巡天中，瞻望拍摄约200亿个星系，跟踪其形态与演化。比较其他千里镜，LSST能在大范围视线内同步捕捉数以百计细小变星的脉动，以至跟踪至银河系的角落，前所未有地勾画出银河系的信得过方法与精细结构，揭示其造成与演化历史。
志在星辰大海的LSST，雷同将着眼于咱们的出身之地，有望成为史上最高效的太阳系“新大陆”发现者，只是需3至4晚即可扫描统共这个词南天。凭借其巨大的视场和快速覆盖智商，LSST瞻望将发现数百万颗未知的小行星、彗星以至星际访客。这些小天体是太阳系造成初期的化石，蕴涵着太阳系早期演化的密码。然则，这些小行星自身不发光，只可反射细小的太阳光，在星海中时时难以寻觅。但LSST独有的动态监测智商，能高效跟踪这些快速转移的阴影。过去十年，LSST每晚齐将筛选数十亿个潜在转移源，包括那些远距离、舒缓转移的，和近距离、快速转移的天体，以识别新的小行星，极大地完善近地小天体（NEOs）编目，为地球预警潜在胁迫。LSST以至有后劲远征太阳系的边域，探知迢遥的柯伊伯带以至奥尔特云，筛选“第九行星”的候选体。
如今，这架指向深空的巨眼，正蓄势待发，准备为咱们揭示一个前所未见的、充满活力与奥秘的动态寰宇。
小试锋芒：LSST寰宇初映像
6月23日， 完成初步测试的LSST，公布了首批科学图像，踏出十年漫漫征途的第一步。从勾画暗物资的分散收集，到纪念星系缚构的宏伟演化；从纪录恒星死活的壮丽循环，到搜寻太阳系表里隐敝的无数小天体，LSST相机每一次快门的开启，齐在为东说念主类书写一部前所未有的寰宇动态百科全书。
其中，一张被鲁宾天文台定名为“寰宇宝箱”的超广域深空图像尤为引东说念主防备（封面图）。这张图骨子上由1185帧曝光图像重复而成，覆盖天区达14普通度，捕捉到了约1000万个星系规画，向咱们展示了一个繁星细腻、星系密布的壮丽寰宇。图像的中枢覆盖了距地球约5500万光年的庞杂室女座星系团（Virgo Cluster）。从近处能干着蓝光的螺旋星系，到迢遥密集的红色星系群；从点缀其间、色调永诀（蓝到红）的亮堂恒星，到深藏其间的暗黑势力，这幅画面可谓色调斑澜，细节纷呈，无数寰宇矿藏掩盖其间，恭候发掘。
在这片细腻银河中，LSST初度告捷识别出46颗天琴RR型脉动变星。这类恒星乍看之下并不显眼，它们宽绰乐龄，质地偏低，却以极其踏实的周期性亮度变化而知名，是天文体家测量寰宇距离的“程序烛光”。它们时时存在于球状星团和星系晕等陈腐区域，是测绘银河系模范与方法的难得路标。过去十年，鲁宾天文台瞻望将探伤到多达10万颗此类变星，其分散范围可蔓延至百万光年除外，助力天文体家精确画图银河系角落乃至其巨大的银晕。
更令东说念主齰舌的是，在短短7晚，仅（约）十个小时的不雅测测试中，LSST就实时跟踪到了大量太阳系小天体的思路。它不仅阐发了（约）1800颗已知小天体的位置，更一举发现了 2104颗全新的太阳系小行星。其中包括7颗具有潜在风险的近地小天体，11颗木星特洛伊族小行星以及9颗海王星外的小天体。要知说念，当今民众统共大地和空间天文台每年发现的小行星总额不外 2 万颗。据预估，在过去1～2年内，LSST有望将已知小行星的数量彭胀到数百万颗，远超此前统共千里镜纪录的总和（约145万颗）。而在接下来的十年巡天中，它将把太阳系已知小天体的数量拓擢升至现存水平的数倍。关于可能胁迫地球的近地小天体，LSST将提供史上最实时、最强劲的预警系统。同期，它也将成为咱们搜寻雷同奥陌陌（Oumuamua）、鲍里索夫（Borisov）类的星际访客的最好利器。
与LSST强劲的不雅测智商相匹配的，是前所未有的数据科罚挑战。瞻望其每晚将产生约20TB的数据，并最终构建一个容量高达15PB的庞杂星表数据库。仅在开动的第一年内，鲁宾天文台聚积的数据量就将向上以往统共光学天文台数据的总和。统共这个词十年巡天将累计约500PB的海量原始图像数据，这十分于数万亿张高分辨率数码相片。最终的数据集将包含数十亿个天体和数万亿次测量，有望构建东说念主类有史以来最详备、最动态的寰宇天体“户口簿”。
令东说念主期待的是，LSST的大部分数据将如期向民众公斥地布。这座唯一无二的数据宝库，将在过去数十年内握续赋能天文体家，更将前所未有地为民众公众大开参与前沿天文发现的大门，让每个东说念主齐有契机化身寰宇奥秘的探索者，共同开启一个公众科学的新期间。
无穷前沿：未知世界的召唤
除了中枢科学规画外，凭借LSST无与伦比的不雅测深度、广袤的覆盖天区以及高频次的时域监测智商，它注定将成为随机寰宇奇不雅的猎手，束缚开辟未知的疆域，包括比超新星更剧烈、更荒凉的极点瞬变气候。
在系生手星鸿沟，LSST也将大放异彩。它将通过微引力透镜效应这一独有步调，探伤到银河系内大量难以通过凌星法或视向速率法挖掘的系生手星，高出是那些不依附于恒星的星际流浪行星（Free floaters），以及轨说念极其迢遥的冷行星。这些发现将为行星系统的造成与演化提供要津的拼图。
在这场拓展流露界限、探索寰宇新纪元的宏伟征途中，中国当然不会缺席。早在2023年9月，被誉为北天球最强“星空录像机”的墨子巡天千里镜（Wide Field Survey Telescope, WFST）就已最初在海拔4200米的青海省海西州茫崖市冷湖镇赛什腾山扬帆启航。尽管其主镜口径为2.5米，但其高达6.5普通度的巨大有用视场，使其成为面前北半球光学波段时域巡天智商最强的千里镜。它或者以每三晚巡测统共这个词北天球一次的速率，高效画图北天星图。WFST可与LSST造成强劲的互补，前者专注于北天，后者主力覆盖南天。两者协同，将有望罢了全天区的时域动态监测。
过去，墨子巡天千里镜（WFST）、薇拉·鲁宾天文台（LSST）以及行将放射升起的中国空间站工程巡天千里镜（China Space Station Telescope, CSST），这三架各具性格的强劲巡天竖立将上风互补，共同破译深埋于稠密昏黑中的寰宇密码。
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（北京天文馆）
作家：北京市科学时期盘问院