دوربین 3200 مگاپیکسلی راز کیهان را برملا می کند

غزال زیاری: بزرگترین دوربین دیجیتالی جهان رسما آماده است تا فیلمبرداری از “برترین فیلم های تمام دوران” را شروع کند. مهندسان و دانشمندان وزارت انرژی آمریکا در آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC، از تکمیل این دوربین برای بررسی میراث فضا و زمان خبر دادند.

دوربین Legacy Survey of Space and Time (LSST) ، حدود 3000 کیلوگرم وزن دارد و به اندازه تقریبی یک اتومبیل است و از آن برای ثبت اطلاعات جدید درباره ماهیت ماده تاریک و انرژی تاریک استفاده خواهد شد.

فرآیند ساخت این دوربین حدود 2 دهه طول کشیده و حالا این دوربین 3200 مگاپیکسلی به رصدخانه Vera C.Rubin که در ارتفاع 2700 متری در منطقه سررو پاچون شیلی قرار دارد، منتقل شده است. پس از اتصال دوربین LSST به تلسکوپ نقشه برداری Simonyi در اواخر سال جاری، لنزهای دوگانه 1.5 متری و یک متری آن، برای بررسی ده ساله منظومه شمسی، کهکشان راه شیری و به علاوه آسمان مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

فقط کافی است تصور کنید که از یک صفحه کانونی که عرض یک دهم تار موی انسان است، در کنار پیکسل های 10 میکرونی، چه جزییاتی می توان به دست آورد. آرون رودمن، پروفسور SLAC و معاون رصدخانه روبین و سرپرست برنامه دوربین، توانایی این دوربین را این گونه وصف کرده: ثبت جزییات توپ گلف از فاصله 24 هزار متری.

تصاویری که دوربین ثبت خواهد کرد

او به این نکته اشاره کرده که این دوربین قسمتی از آسمان را هفت برابر عریض تر از ماه کامل به تصویر می کشد و تصاویر به دست آمده از آن شامل میلیاردها ستاره و کهکشان و بینش جدیدی از ساختار کیهان را در اختیار دانشمندان قرار خواهد داد.

دوربین LSST، به دنبال شواهدی از عدسی گرانشی ضعیف نیز خواهد بود که زمانی رخ می دهند که جرم گرانشی یک کهکشان غول پیکر، مسیرهای نوری را از کهکشان های پشت سرش خم می کند. تجزیه و تحلیل این داده ها به محققان کمک خواهد کرد تا نگاه بهتری به نحوه توزیع جرم در سراسر کیهان و همچنین نحوه تغییر توزیع آن در گذر زمان داشته باشند.

این در عین حال به ستاره شناسان کمک می کند تا راه های جدیدی برای کشف چگونگی تاثیر انرژی تاریک بر انبساط کیهان در اختیار داشته باشند.

سرعت کند شاترها

برای دستیابی به این اهداف، دوربین LSST می بایست چیزی فراتر از یک دوربین دیجیتال نقطه ای کوچک باشد. گرچه لنزهایی مثل لنزهای داخل موبایل های هوشمند، اغلب شاترهای فیزیکی ندارند، ولی از همین لنزها هم در دوربین های SLR استفاده می شود. با این وجود، سرعت شاتر آنها به اندازه شاترهای دوربین LSST پایین نیست.

اندی راسموسن، فیزیکدان و کارمند SLAC و دانشمند یکپارچه سازی و تست دوربین LSST در این باره گفته:« سنسورهای دوربین LSST، به عمد بسیار آهسته تر کار می کنند. شاتر برای حدود 15 ثانیه برای نوردهی باز است و پس از آن دو ثانیه برای خواندن اطلاعات بسته می شود.»

این سرعت حلزونی به اپراتورهای دوربین LSST این امکان را می دهد که با نویز کمتر (حدود 6 تا 7 الکترون) مقابله کرده و در نتیجه بتوانند فضاهای تاریکتری از آسمان را به تصویر بکشند.

راسموسن ادامه داد:« ما به سنسورهای کندی نیاز داریم که بتوانیم بگوییم که فضای تاریک آسمان، واقعا تاریک است و در عین حال بتوانیم اجسام بسیار کم نور در آسمان را اندازه گیری کنیم. در طول این بازخوانی 2 ثانیه ای، باید جلوی ورود نور اضافه به دوربین را بگیریم. به همین دلیل است که یک شاتر داریم که یکی از چندین مکانیزم داخل دوربین است.»

برای اطمینان بیشتر، اپراتورها می توانند اندازه گیری اشیای کم نور را ضبط کنند و با کاهش دمای محیط تا نزدیک به منفی صد درجه سانتیگراد، فعالیت اتمی را در نزدیک نقطه کانونی دوربین LSST کاهش دهند.

کیهان شناسان قصد دارند تا با بهره گیری از این دوربین، فراتر از تحقیقات درباره ماده و انرژی تاریک، سرشماری دقیق و جدیدی در منظومه شمسی انجام دهند. طبق برآورد محققان، تصاویر جدید می تواند تعداد اجرام شناخته شده را تا ضریب 10 افزایش دهد و بدین ترتیب بینش بیشتری درباره چگونگی شکل گیری منظومه شمسی ارایه خواهد شد و به علاوه ردیابی سیارک های اشتباهی که ممکن است به زمین بسیار نزدیک باشند با راحتی بیشتری انجام خواهد گرفت.

کتی ترنر، مدیر برنامه مرز کیهانی وزارت انرژی در این باره گفته:« حالا بیش از هرزمان دیگری، گسترش درک ما از فیزیک بنیادی، مستلزم نگاه بیشتر به کیهان است. با نصب دوربین LSST، محققان در مسیر پاسخ دادن به برخی از سخت ترین و مهم ترین سوالات فیزیک روز دنیا قرار خواهند گرفت.»

منبع: popsci

5858