80亿年前,从某个遥远星系发出的一束光子开始了它穿越茫茫宇宙的旅程。如今,这束来自远古的光芒到达了智利的一座山顶。在那里,新建成的暗能量相机第一次捕捉并记录到了它。这台相机是有史以来最强大的太空观测仪器。
这束光也许可以解答天文物理学中最大的谜团之一:为什么宇宙在加速膨胀?
目前国际暗能量巡天合作项目的科学家们已宣布,在经过了长达8年的计划与建设后,这台凝聚了来自三个大洲的科学家、工程师和技术人员心血的暗能量相机终于拍摄到了它的第一张照片。9月12号,这台像素数高达5.7亿的相机将它的镜头对准南天的星空,拍下了这张照片。
“暗能量相机拍摄的首张照片为宇宙前沿探索翻开了崭新的一页。”美国能源部负责高能物理研究的副主任James Siegrist说,“这项研究的结果可以帮助我们进一步理解关于暗能量的谜团,以及这些暗能量在宇宙中的作用。”
这台暗能量相机是由美国能源部费米国家加速器实验室在伊利诺伊州巴达维亚市建造的,随后被安装在位于智利境内的国家科学基金会托洛洛山美洲际天文台的布兰科望远镜上。这座天文台隶属于美国国家光学天文台(NOAO)。有了这台快照亭大小的设备,天文学家和物理学家们将开始深入研究神秘的暗能量。他们相信正是暗能量在推动宇宙加速膨胀。
费米实验室的科学家和项目主管Brenna Flaugher说:“暗能量巡天项目将帮助我们理解为什么宇宙膨胀的速度在不断加速,而不是在天体间的引力作用下而逐渐减速。看到大家投入在这个项目中的精力终于结出硕果的确很令人欣慰。”
暗能量相机是这类科研仪器中性能最为强大的一台。它能够捕捉到来自80亿光年外的10万多个星系的光线。这台相机的感光元件是一个由62块电荷耦合器(CCD)组成的阵列,对红光有着极高的灵敏度。在布兰科望远镜巨大的聚光镜(直径近4米)的配合下,这台超高灵敏度的相机可以协助科学家进行各种研究:从太阳系内的小行星,到宇宙的起源与最终命运。
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“能将暗能量相机投入使用,并通过NOAO的开放系统为天文学领域的研究者们提供使用机会,我们感到十分激动。”托洛洛山美洲际天文台主任克里斯·史密斯(Chris Smith)说,“有了它,我们可以为全球的天文学家们提供一件强大的新工具。他们可以用它来探索目前还尚未解决的问题,而这些谜团中最迫切需要解决的可能就是暗能量了。”
暗能量合作巡天项目的科学家将使用这台新相机开展有史以来最大规模的星系巡天。随后,他们会将得到的数据用在四项对暗物质的研究上:星系团、超新星、大尺度上的星系成团现象和弱引力透镜。在此之前,从来没有任何一个项目可以同时使用这四种方法研究暗能量。
暗能量巡天项目预计将于12月启动,届时这台相机将完成全部测试,同时智利安第斯山脉出众的大气条件也有助于拍摄出清晰的影像,其清晰度在这种大范围巡天项目中将是前无古人的。而仅在测试初期的几天之内,这台相机就已经拍出拥有近乎完美的空间分辨率的照片。
在未来的五年内,这台相机将扫过整个天空八分之一(也就是5000平方度)的面积,同时拍摄细节丰富的彩色图像。使用这些数据,天文学家们将观察并测量3亿个星系、10万个星系团和4000颗超新星。
暗能量巡天项目的经费来自美国能源部、美国国家科学基金,英国、西班牙、巴西、德国和瑞士多家筹资机构以及其他参与项目的机构。
暗能量相机拍下的棒旋星系NGC 1365的图像,位于天炉座,距地球600万光年
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