Pe un vârf de munte din Chile, cea mai mare cameră digitală din lume se pregătește să pornească. Misiunea sa este simplă, dar ambițioasă - să fotografieze, în cele mai mici detalii, întregul cer și să dezvăluie unele dintre cele mai adânci secrete ale Universului.
› Vezi galeria foto ‹
Amplasată în Observatorul Vera C. Rubin - un nou telescop în curs de finalizare pe Cerro Pachón, un munte înalt de 2.682 situat la aproximativ 482 de kilometri nord de capitala chiliană Santiago - cea mai mare cameră digitală din lume are o rezoluție de 3.200 de megapixeli, aproximativ același număr de pixeli ca 300 de telefoane mobile, și fiecare imagine va acoperi o bucată de cer la fel de mare ca 40 de luni pline, potrivit CNN.
„Explorăm cerul într-un mod în care nu am făcut-o până acum”
La fiecare trei nopți, telescopul va realiza imagini ale întregului cer vizibil, producând mii de imagini care vor permite astronomilor să vadă tot ceea ce se mișcă sau își schimbă luminozitatea. Se preconizează că, în acest fel, Vera Rubin va descoperi aproximativ 17 miliarde de stele și 20 de miliarde de galaxii pe care nu le-am mai văzut până acum - și acesta este doar începutul.
„Sunt atât de multe lucruri pe care Rubin le va face. Explorăm cerul într-un mod în care nu am făcut-o până acum, oferindu-ne posibilitatea de a răspunde la întrebări pe care nici măcar nu ne-am gândit să le punem.”, spune Clare Higgs, specialist în astronomie al observatorului.
Va face 1.000 de fotografii pe noapte
Telescopul va supraveghea cerul nopții timp de exact un deceniu, realizând 1.000 de fotografii în fiecare noapte.
„Peste 10 ani, vom vorbi despre noi domenii ale științei, noi clase de obiecte, noi tipuri de descoperiri despre care nici măcar nu vă pot spune acum, pentru că nu știu încă ce sunt. Și cred că acesta este un lucru foarte interesant”, adaugă Higgs.
Telescopul Vera Rubin a primit finanțare inclusiv de la miliardarul Bill Gates
În construcție din 2015, telescopul poartă numele astronomului american de pionierat Vera Rubin, care a murit în 2016 și care, printre alte realizări, a confirmat pentru prima dată existența materiei întunecate - substanța evazivă care constituie majoritatea materiei din Univers, dar care nu a fost niciodată vizibilă.
Proiectul a fost demarat la începutul anilor 2000 prin donații private, inclusiv din partea miliardarilor Charles Simonyi și Bill Gates. Ulterior, a fost finanțat în comun de Biroul de Știință al Departamentului pentru Energie și de Fundația Națională pentru Știință din SUA, care îl gestionează, de asemenea, împreună cu SLAC National Accelerator Laboratory, un centru de cercetare administrat de Universitatea Stanford din California.
Deși Rubin este un observator național american, acesta se află în Anzii chilieni, o locație pe care o împarte cu alte câteva telescoape din mai multe motive.
„Pentru telescoapele optice, ai nevoie de un loc înalt, întunecat și uscat”, spune Higgs, referindu-se la problemele poluării luminoase și umidității aerului, care reduc sensibilitatea instrumentelor.
„Vă doriți o atmosferă foarte liniștită și bine înțeleasă, iar calitatea cerului de noapte din Chile este excepțională, motiv pentru care există atât de multe telescoape aici”, adaugă ea. „Este îndepărtat, dar nu este atât de îndepărtat încât obținerea datelor de pe munte să fie o problemă - există o infrastructură la care Rubin se poate baza.”
„Ne așteptăm ca lucrurile să se întâmple în primăvara anului viitor”
Aflat în prezent în stadiile finale de construcție, telescopul este așteptat să pornească în 2025. „În prezent, lucrăm la asamblarea tuturor pieselor, dar ele sunt toate acolo, pe vârful muntelui - aceasta este o etapă importantă pe care am atins-o în timpul verii”, spune Higgs.
„Ne așteptăm ca lucrurile să se întâmple în primăvara anului viitor - să adunăm totul, să aliniem totul, să ne asigurăm că toate sistemele, de la vârf până la conductele și datele noastre, arată așa cum ar trebui și sunt optimizate cât de bine putem. Au fost zeci de ani de pregătire pentru acest lucru, dar nu știi niciodată până nu pornești totul.”
După câteva luni de testare, la sfârșitul anului 2025, observatorul va efectua primele sale observații, deși Higgs avertizează că există „fluiditate” în acest calendar.
Misiunea principală a lui Rubin: „10 milioane de alerte pe noapte”
Misiunea principală a lui Rubin se numește LSST - de la Legacy Survey of Space and Time. „Acesta este un studiu de 10 ani în care ne uităm la cerul sudic în fiecare noapte și repetăm acest lucru la fiecare trei nopți. Deci, practic, creăm un film al cerului sudic timp de un deceniu”, spune Higgs.
Camera poate face o fotografie la fiecare 30 de secunde, ceea ce va genera 20 de terabytes de date la fiecare 24 de ore, la fel de mult ca o persoană obișnuită care urmărește Netflix timp de trei ani sau ascultă Spotify timp de 50 de ani. La finalizare, sondajul va produce peste 60 de milioane de gigabytes de date brute.
Cu toate acestea, va dura doar 60 de secunde pentru a transfera fiecare imagine din Chile în California, unde AI și algoritmii o vor analiza mai întâi, căutând orice modificări sau obiecte în mișcare și generând o alertă dacă se găsește ceva.
„Anticipăm aproximativ 10 milioane de alerte pe noapte provenite de la telescop”, spune Higgs. „Alertele reprezintă orice se schimbă pe cer și acoperă o gamă largă de cazuri științifice, cum ar fi obiecte din sistemul solar, asteroizi și supernove. Anticipăm milioane de stele din sistemul solar și miliarde de galaxii, motiv pentru care învățarea automată este cu adevărat esențială.”
„Impactul științific al ceea ce se poate face este uriaș”
Datele vor fi puse la dispoziția unui grup restrâns de astronomi în fiecare an, iar după încă doi ani, fiecare set de date va fi pus la dispoziția publicului, pentru ca comunitatea științifică globală să poată lucra la el, spune Higgs.
Există patru domenii principale de cercetare pe care se speră că datele le vor acoperi:
- crearea unui inventar al sistemului solar - care include descoperirea mai multor corpuri cerești noi și poate a planetei ascunse cunoscute sub numele de Planeta Nouă;
- cartografierea întregii noastre galaxii;
- explorarea unei categorii speciale de obiecte numite „tranzitorii”, care își schimbă poziția sau strălucirea în timp;
- și înțelegerea naturii materiei întunecate.
„Există probabil 10 domenii diferite ale științei în care vă pot spune că Rubin se va descurca excelent”, spune Higgs. „De exemplu, cred că vom obține în câteva luni mai multe supernove de tip I decât au fost observate vreodată. Obiecte interstelare, avem doi candidați acum, dar Rubin va trece de la doi la, sperăm, mai mult de câțiva.
„Există atât de multe domenii în care vom trece de la o pereche de ceva la un eșantion statistic mare de ceva, iar impactul științific al ceea ce se poate face este uriaș.”
Decoperiri revoluționare în plină desfășurare
Comunitatea astronomică este foarte încântată de Observatorul Vera Rubin, spune David Kaiser, profesor de fizică și profesor Germeshausen de istoria științei la Massachusetts Institute of Technology. Potrivit lui Kaiser, telescopul ar trebui să ajute la clarificarea unor întrebări vechi despre materia întunecată și energia întunecată - două dintre cele mai încăpățânate și misterioase caracteristici ale universului nostru.
„Observatorul Vera Rubin va permite astronomilor să cartografieze distribuția materiei întunecate ca niciodată până acum, pe baza modului în care materia întunecată curbează calea luminii stelare obișnuite - un proces cunoscut sub numele de „lentilă gravitațională””, explică Kaiser.
Citește și
„Materia întunecată pare să fie omniprezentă în tot Universul, dar modul exact în care aceasta s-a aglomerat sau grupat de-a lungul timpului rămâne dificil de cuantificat pentru mari porțiuni ale cerului nocturn”, spune el, adăugând că, prin colectarea mai multor date despre distribuția materiei întunecate, Observatorul Vera Rubin ar putea ajuta astrofizicienii să discearnă proprietățile acesteia.
„Vera Rubin va oferi o perspectivă fără precedent asupra modului în care evoluează Universul nostru”
O altă enigmă cosmică de lungă durată pe care Rubin ar putea să o rezolve este căutarea Planetei 9. Konstantin Batygin, profesor de științe planetare la Institutul de Tehnologie din California, care a scris mai multe lucrări academice pe această temă, spune că telescopul nu numai că „oferă o șansă reală de a detecta direct Planeta 9, dar chiar dacă planeta scapă observației directe, cartografierea detaliată a arhitecturii dinamice a sistemului solar exterior - în special distribuția orbitală a corpurilor mici - va oferi teste esențiale ale ipotezei Planetei 9”. Pe scurt, adaugă el, Observatorul Vera Rubin este pregătit să revoluționeze înțelegerea noastră asupra sistemului solar exterior.
Puțini sunt astronomii care nu sunt entuziasmați de Rubin, spune Kate Pattle, lector la Departamentul de Fizică și Astronomie de la University College London, deoarece acesta va cartografia spațiul la scări de mărime care variază de la cea mai locală - urmărirea asteroizilor din apropierea Pământului în propriul nostru sistem solar - la cea mai mare, cartografierea distribuției materiei întunecate în univers.
„Rubin va reveni în mod repetat în aceleași părți ale cerului, ceea ce înseamnă că va deschide noi drumuri în studiul tranzițiilor astronomice - va identifica stele variabile, va urmări rămășițele supernovelor pe măsură ce acestea se dezintegrează și va observa exploziile de raze gamma de foarte mare energie și variabilitatea quasarilor, care sunt galaxii foarte îndepărtate și foarte active. Astfel, va oferi o perspectivă fără precedent asupra modului în care evoluează Universul nostru și stelele și galaxiile din el.”
Observatorul Vera Rubin va înregistra record după record în astronomie
Potrivit lui Priyamvada Natarajan, profesor de astronomie și fizică la Universitatea Yale, Observatorul Rubin va bate recorduri pe mai multe fronturi și întreaga comunitate astronomică așteaptă primul zbor. Sondajul va furniza date pentru o multitudine de proiecte științifice care vor aborda dintr-o singură dată multe întrebări fundamentale deschise - de la universul apropiat la cel îndepărtat, incluzând nu doar o comoară de galaxii, roiuri, quasari, supernove, explozii de raze gamma și alte fenomene tranzitorii.
„De asemenea, ne va clarifica viziunea asupra sistemului solar cu un inventar încă neegalat de asteroizi din apropierea Pământului, obiecte din centura Kuiper (o zonă de obiecte înghețate dincolo de orbita lui Neptun) - pe scurt, există ceva pentru toată lumea”, spune ea.
Ea adaugă că cea mai interesantă descoperire ar fi dacă telescopul ar dezvălui adevărata natură a materiei întunecate.
