在遥远的南美高原,有一座叫帕琼(Cerro...

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  • 2025-04-17 22:34:45
在遥远的南美高原,有一座叫帕琼(Cerro Pachón)的山峰,静静伫立于智利北部的群山之中。山顶上,一台前所未有的巨型“照相机”正在等待那激动人心的一刻——拍下宇宙史上最宏伟“纪录片”的第一帧。

这座天文台,叫做维拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)。而它的主角,是目前全世界最大的数码相机——LSST相机。

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不是“按下快门”那么简单

这台相机,是由美国能源部下属的SLAC国家加速器实验室打造的巨作,整整筹备了20多年,终于在最近,被安装到了天文台的主望远镜——西蒙尼巡天望远镜(Simonyi Survey Telescope)上。

这并不是一个“装好就能用”的设备。与普通照相机不同,启动这样一台天文相机,就像是给一艘宇宙飞船做启动前的总检:每一个环节都需要精密配合,不能出一点差错。

LSST相机的核心,是一个庞大的冷却系统和一个真空舱。这个真空舱就像一个“超级冷藏柜”,它的任务,是保护相机内部的189块CCD科学成像传感器——这些传感器,就像是它的“眼睛”,分辨率高达32亿像素,能捕捉到夜空中极其微弱的星光。

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冷得发抖的“眼睛”,热得冒汗的“身体”

然而,运行这样一台庞大相机,会产生约1000瓦的热量——差不多是一台电暖器的发热功率。而科学家希望它的电子系统始终维持在-20℃到-5℃之间。为了“降温”,工程师要在5米高的狭小平台上作业,把冷却液管线接入系统——冷却液的温度甚至低至-50℃。

更极端的是,那些关键的CCD传感器,需要冷却到-100℃!这样才能减少热噪声干扰,拍出最干净的星空图像。科学家需要先稳定地给电子部分降温,之后再逐步启动CCD的独立冷却系统。

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最后的准备:从真空到通电,从测试到点亮

在整个冷却系统运行稳定之后,才可以正式通电测试。科学家将验证CCD是否正常工作,相机是否能够正确与控制计算机通讯。这一系列操作,像是飞行前的最后一次连锁点火——任何一个细节出问题,都会影响到拍摄精度。

SLAC的科学家斯图尔特·马歇尔(Stuart Marshall)说得很清楚:“这绝不是例行工作。即便到现在,我们每天仍在解决新的挑战。”

目前,许多“观测专家”和“调试科学家”也正在进入岗位,他们将逐步接过操作权,参与第一批图像的捕捉和分析。

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当“镜头盖”打开,星光就会倾泻而下

等到一切准备就绪,相机的“镜头盖”将会被缓缓揭开——它并不是普通镜头盖,而是一个直径达1.7米的大型金属盖板,需要吊车才能移开。

那一刻,夜空中的一缕星光,将穿越层层光学镜片,第一次照进这只“宇宙之眼”。控制室的屏幕上,将同时亮起三块大屏幕,显示出人类用这台超级相机看到的第一帧宇宙影像。

这是一次视觉的盛宴,也是一段科学史诗的开端。

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它将用10年时间,拍一部“宇宙纪录片”

这台相机真正的任务,是开展一项名叫“时空遗产巡天”(LSST)的长期观测计划。在接下来的10年时间里,它将不断巡视夜空,记录天体的变化,生成一个完整的“动态宇宙图像库”。

在其中,你可以“回放”一颗小行星在夜空中的轨迹,看到一个超新星如何在黑暗中点亮又熄灭,甚至可能捕捉到一个还未被发现的彗星滑过天际。

如果说哈勃望远镜给了我们宇宙的高清定格画面,那么LSST相机将为我们拍出宇宙的长镜头,一帧接一帧,讲述星空缓慢演变的故事。

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结语:这是一部关于“宇宙如何改变”的影片

这部“宇宙电影”尚未正式开拍,但人类已经为此准备了几十年。

它不会有配乐,不会有对白,但它讲述的是亿万颗星星的命运,是星云、暗物质、黑洞和遥远星系的舞蹈。它是对时间本身的记录,是一部跨越十年的“宇宙观察日记”。

而我们,将是这部电影的观众,也是它的记录者。

图一:LSST相机,可以跟正在检测它的工程师比个大小。来源:Olivier Bonin/SLAC National Accelerator Laboratory

图二:工程师在5米高的平台上给LSST相机连接真空系统。来源:RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/Y. Utsumi

文案:ChatGPT 洗自 SLAC官网新闻稿
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