Größte Digitalkamera der Welt - Ein Durchbruch in der Astronomie

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Auf dem Cerro Pachón, einem 2.682 Meter hohen Berg etwa 482 Kilometer nördlich von Chiles Hauptstadt Santiago, steht das neue Teleskop des Vera Rubin-Observatoriums kurz vor der Inbetriebnahme.

Das Vera Rubin Observatorium wird derzeit auf dem Gipfel des Cerro Pachón in Chile gebaut. (Foto: SLAC)

Die Kamera des Teleskops gilt als die größte Digitalkamera der Welt und verfügt über eine Auflösung von 3.200 Megapixeln, was der Pixelanzahl von 300 Mobiltelefonen entspricht. Jedes Foto deckt einen Himmelsbereich ab, der so groß ist wie 40 Vollmonde.

Alle drei Nächte fotografiert das Teleskop den gesamten sichtbaren Himmel und erstellt Tausende von Bildern, die es den Astronomen ermöglichen, alles zu verfolgen, was sich bewegt oder seine Helligkeit ändert. Das Vera Rubin Observatorium erwartet die Entdeckung von rund 17 Milliarden Sternen und 20 Milliarden Galaxien, die der Mensch auf der Erde noch nie zuvor gesehen hat.

„Die Rubin-Mission wird eine Menge Dinge tun“, sagte die Observatoriumsastronomin Clare Higgs. „Wir erforschen den Himmel auf eine Art und Weise, wie wir es noch nie zuvor getan haben. Das gibt uns die Möglichkeit, Fragen zu beantworten, die wir nie für möglich gehalten hätten.“

Das Teleskop wird genau ein Jahrzehnt lang den Nachthimmel beobachten und dabei jede Nacht 1.000 Bilder aufnehmen. „In zehn Jahren werden wir über neue Wissenschaftsbereiche, neue Objektklassen und neue Entdeckungen sprechen. Das ist wirklich aufregend“, fügte Higgs hinzu.

Im Inneren des Rubin-Teleskops befindet sich die größte Kamera der Welt. Sie hat die Größe eines Kleinwagens, wiegt 3.000 kg und verfügt über eine Auflösung von 3.200 Megapixeln. (Foto: SLAC)

Der Schalter ist zum Einschalten bereit.

Der Bau begann im Jahr 2015 und das Teleskop ist nach der bahnbrechenden amerikanischen Astronomin Vera Rubin benannt, die 2016 starb. Rubin war die erste, die die Existenz dunkler Materie bestätigte – einer schwer fassbaren Substanz, die den größten Teil der Materie im Universum ausmacht, aber noch nie beobachtet wurde.

Obwohl Vera Rubin ein US-amerikanisches Nationalobservatorium ist, befindet es sich in den chilenischen Anden. „Für optische Teleskope braucht man einen hohen, dunklen und trockenen Standort“, sagte Higgs und verwies auf Probleme mit Lichtverschmutzung und Luftfeuchtigkeit, die die Empfindlichkeit der Instrumente verringern. „Die Qualität des Nachthimmels in Chile ist außergewöhnlich, weshalb es hier so viele Teleskope gibt.“

Das Rubin-Teleskop befindet sich derzeit in der Endphase der Bauarbeiten und soll voraussichtlich 2025 in Betrieb gehen . „Wir richten alles aus und stellen sicher, dass alle Systeme, von der Spitze bis zu den Leitungen und Daten, so reibungslos und optimiert wie möglich miteinander verbunden sind. Alles wurde seit einem Jahrzehnt vorbereitet “, sagte Higgs und merkte an, dass sich der Zeitplan noch ändern könne.

Der Hauptspiegel des Teleskops hat einen Durchmesser von 8,4 m. (Foto: SLAC)

Das langjährige Geheimnis des Universums entschlüsseln

Die Hauptmission des Rubin-Teleskops trägt den Namen Legacy Survey of Space and Time (LSST) und läuft zehn Jahre.

Rubins Kamera kann alle 30 Sekunden ein Foto aufnehmen und in 24 Stunden 20 Terabyte Daten generieren. Nach Abschluss der Untersuchung werden mehr als 60 Millionen Gigabyte Rohdaten generiert.

Allerdings dauert es nur 60 Sekunden, um jedes Foto von Chile an ein Forschungslabor in Kalifornien (USA) zu übertragen, wo künstliche Intelligenz und Algorithmen es zunächst analysieren, nach Veränderungen oder sich bewegenden Objekten suchen und einen Alarm auslösen, wenn etwas erkannt wird.

„Wir erwarten, dass das Teleskop jede Nacht etwa 10 Millionen Warnungen ausgibt“, sagte Higgs. „Alarme betreffen alle Veränderungen am Himmel und umfassen viele wissenschaftliche Szenarien, wie etwa Objekte im Sonnensystem, Asteroiden und Supernovas. Wir gehen davon aus, dass es im Sonnensystem Millionen von Sternen und Milliarden von Galaxien gibt. Deshalb ist maschinelles Lernen so wichtig.“

Die Daten würden jedes Jahr einer ausgewählten Gruppe von Astronomen zugänglich gemacht und nach zwei Jahren werde jeder Datensatz der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Untersuchung zur Verfügung gestellt, sagte Higgs.

Es gibt vier Hauptforschungsbereiche, auf die sich die Wissenschaftler freuen: die Katalogisierung des Sonnensystems – einschließlich der Entdeckung mehrerer neuer Himmelskörper und möglicherweise eines verborgenen Planeten, der als Planet Neun bekannt ist; Kartierung der gesamten Erdgalaxie; Erkunden Sie eine spezielle Klasse von Objekten, sogenannte „transiente Objekte“, die im Laufe der Zeit ihre Position oder Helligkeit ändern können. und die Natur der dunklen Materie zu verstehen.

Das Teleskop des Rubin-Observatoriums soll in der Lage sein, die tiefen Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln. (Foto: SLAC)

Die Astronomie-Community ist vom Vera Rubin Observatorium sehr begeistert. David Kaiser, Professor für Physik und Wissenschaftsgeschichte am Massachusetts Institute of Technology (USA), sagte, dieses Teleskop werde seit langem bestehende Fragen zu dunkler Materie und dunkler Energie klären – zwei der mysteriösesten Konzepte des Universums.

Ein weiteres seit langem bestehendes kosmisches Rätsel, das das Rubin-Teleskop lösen könnte, ist die Jagd nach Planet Neun. Konstantin Batygin, Professor für Planetenwissenschaften am California Institute of Technology, sagte, das Teleskop biete eine echte Chance, Planet Neun direkt zu entdecken. Auch wenn der Planet nicht direkt beobachtet werden kann, würden detaillierte Karten der dynamischen Architektur des Sonnensystems – insbesondere der Verteilung der Umlaufbahnen kleiner Körper – wichtige Tests für die Planet-Neun-Hypothese liefern.

„Die Aussichten sind aufregend und werden die Weltraumforschung sicherlich revolutionieren“, lobte Priyamvada Natarajan, Professorin für Astronomie und Physik an der Yale University, das Rubin-Teleskop.

Hua Yu (Quelle: CNN)

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