Der größte der Welt Digitalkamera rückt endlich in den Fokus. Während eine sehr leistungsstarke persönliche Kamera eine Megapixel-Auflösung haben könnte, haben Astronomen ein Gerät konstruiert, das das ferne Universum mit 3,2 abbildet gigaPixelauflösung. (Ein Gigapixel entspricht 1.000 Megapixeln.)
Diese Kamera wird das Arbeitstier für das Teleskop des Vera C. Rubin-Observatoriums sein, das seit etwa zwei Jahrzehnten in Arbeit ist, aber fast fertig ist. Ende September haben Wissenschaftler und Techniker, die in einem riesigen Reinraum des SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Kalifornien, arbeiten, die mechanischen Komponenten der empfindlichen Kamera fertig montiert und gehen nun zu den letzten Tests vor der Installation über.
„In der Kombination aus der riesigen Brennebene der Kamera und einem 25-Fuß-Spiegel zum Sammeln von Licht sind wir beispiellos“, sagt Aaron Roodman, Astrophysiker am SLAC und stellvertretender Direktor des Rubin-Observatoriums. Er erwähnt, dass sowohl das 5,5-Fuß-Objektiv, das mit einem eigenen extra großen Objektivdeckel geliefert wird, als auch die Brennebene in der Guinness-Buch der Rekorde wegen ihrer außergewöhnlichen Größe.
Ingenieure werden die Kamera in etwa zwei Monaten testen, und im Mai wird das Team sie auf einem Charterflug zum Standort des Teleskops in den Wüstenbergen im Norden Chiles bringen. Wissenschaftler werden die ersten Abbildungstests des Teleskops in der zweiten Hälfte des Jahres 2023 durchführen, und sie streben Rubins offizielles Debüt mit dem Namen „First Light“ im März 2024 an.
Dann wird das Teleskop 10 Jahre lang jede Nacht 20 Terabyte an Daten sammeln. Damit werden Wissenschaftler eine riesige Karte des Himmels erstellen, wie er von der südlichen Hemisphäre aus gesehen wird, einschließlich 20 Milliarden Galaxien und 17 Milliarden Sterne in der Milchstraße – ein erheblicher Bruchteil aller Galaxien im Universum und aller Sterne in unserer eigenen Galaxie. sagt Roodmann. Sie werden auch Bilder von 6 Millionen Asteroiden und anderen Objekten in unserem Sonnensystem sammeln. Eine solch gigantische kosmische Datenbank wäre bis vor kurzem undenkbar gewesen.
Es ist das Gegenteil des Ansatzes, der für die Weltraumteleskope Hubble oder James Webb verwendet wird, die heranzoomen, um spektakuläre Bilder von schmalen Himmelsausschnitten aufzunehmen. Stattdessen wird Rubin wiederholt den gesamten Südhimmel – etwa 18.000 Quadratgrad – scannen, Daten zu jedem sichtbaren Objekt sammeln und jeden Bereich 825 Mal bei einer Reihe optischer Wellenlängen abbilden. Rubin wird auch tiefer gehen und mehr vom Kosmos kartieren als seine Vorgänger, wie die Sloan Digital Sky Survey und die Dark Energy Survey.
Dieser Feuerwehrschlauch mit wertvollen Daten wird dank dieser neuen, fast 3 Tonnen schweren Kamera kommen. Sein Bildsensor besteht aus mehr als 200 speziell entwickelten ladungsgekoppelten Bauelementen (CCDs), und sie werden Bilder mit sechs Filtern aufnehmen, die das optisch-elektromagnetische Spektrum von Violett bis zum Rand des Infrarots abdecken.
Die Kamera nimmt alle drei Tage jedes Stück des Himmels auf und liefert Schnappschüsse, die zusammen verwendet werden können, um schwache oder entfernte Objekte zu untersuchen oder sich ändernde Objekte zu erkennen, wie z. B. Supernova-Explosionen und die Bahnen erdnaher Asteroiden und Kometen, die sich langsam in ihrem bewegen Umlaufbahnen. „Es macht einen 10-jährigen Farbfilm“, sagt Risa Wechsler, eine Astrophysikerin der Stanford University und Mitglied des wissenschaftlichen Beirats des Rubin-Observatoriums. „Und außerdem stapelt es die Frames dieses Films, um ein wirklich tiefes Bild zu erhalten. Das wird uns eine Karte aller Galaxien geben, die nachzeichnet, wo sich die gesamte Materie befindet, die hauptsächlich aus dunkler Materie besteht. Wir werden sehen, wie das Universum vor Milliarden von Jahren aussah, und mehr darüber erfahren, was Dunkle Materie ist.“