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新しい望遠鏡は、数十億の小惑星、銀河、星を見つけるでしょう

4月15日、現地時間の午後8時に、Vera Rubin天文台は、最初の星明かりを記録しました。最初は、チリ北部のアンデスの丘陵地帯の高さ2,500メートルのセロパチョンのコントロール室のスクリーンを埋めた画像は、古いテレビの雪の静的な畑のように見えました。しかし、ズームインして、スポットはすぐに、広大な黒い壁に飛び散った小さな色の塗料のように、巨大でかすかなほこりの雲の間に浮かぶ数え切れないほどの数の星や銀河に分解されました。 「この大量の歓声と叫び声がありました。人々は涙目をしていました」と、夜にイベントが展開するのを見た物理学者のアリシャ・シュガートは思い出します。 「これらの小さな光子は、レセプションのために展開されたレッドカーペットについて知りませんでした。」 プレミアム代表写真、（ペクセル） 古代の星や銀河からの多くの光子の到着は、何十億年もの間宇宙を越えて走行していた - は、きちんとした対称性の瞬間を採点しました。セロパチョンで展望台を建設するために作業が始まってからちょうど10年が経ちました。また、ルービン望遠鏡が南半球の夜空全体の3〜4日ごとに繰り返し繰り返し撮影するのを見ると、10年のプロジェクト（LSSTのレガシー調査）の開始もマークされました。ルービンでは、コスモスの詳細を確認し、以前に来たどのマシンよりも多くの未知数のロックを解除します。それは非常に多くの情報（40億を超える新しい星、銀河、その他の宇宙物体に関する数兆のデータポイント）を収集し、その結果、その後に天文学を変えるようになります。 最初の年だけで、光学天文学の歴史の中で他のすべての機器によってこれまでに収集されたデータの量を2倍にします。毎晩20テラバイトの生の画像データを収集し、LSSTの過程で500以上のペタバイトの画像と分析を生成します。天文学者は初めて夜空の10年にわたるタイムラプスを迎えます。 その最後の部分は、科学者が最も期待しているものです。これまでの天文天文台は、夜空の小さなポイントの詳細なスナップショットを取ることに焦点を合わせてきました。しかし、「空と世界は静的ではありません」と、ルービンの画像処理アルゴリズムを監督するプリンストン大学の研究者であるYusra Al-Sayyadは言います。 「小惑星がジッピングし、超新星が爆発します。」これらの高速または一時的なオブジェクトの多くは、正確なタイミングで正確に正しい方向に向けられている場合にのみ、大きな天文台でのみ見ることができます。 「今日、私たちは宇宙の非常に完全で、広くて深い絵を持っていません」とルービンの物理学者であるリーン・ガイは言います。 ルービンはそのギャップを修正します。これまでに構築された最大のデジタルカメラである長さ1.7mの長さ、3,200メガピクセルのカメラは、45のフルムーンで覆われた空の領域に相当する巨大な視野です。 カメラには、幅8.4mのプライマリーミラーから反射され、アリゾナ大学の科学者が7年かかり、ユニークな形に粉砕するのに備えられています。そのサイズにもかかわらず、鏡、望遠鏡、そしてそれを収容する巨大なシルバードームは、すべてが非常に速く一緒に動くことができます。望遠鏡は30秒ごとに画像を撮影することができ、その「脳」（スケジューラとして知られるソフトウェア）は、機械学習アルゴリズムを使用して、カメラを自動的にカメラするのに最適な場所を自動的に解決します。 10年の間に、空の各ポイントは約800回撮影されます。 たとえば、ルービンチームが今週リリースした画像では、10時間の観測を縫い合わせて、天文学者は、これまでに見たことのない太陽系の2,000を超える小惑星を特定しました（7つの近くの小惑星を含む）。比較のために、他のすべての地上および宇宙ベースの天文台によって、毎年合計で約20,000の小惑星が発見されています。 LSSTの間、ルービンは、地球に近づく可能性のある既知のオブジェクトの数を3倍にし、「潜在的に危険な」と分類される小惑星の約70％、つまり幅140mを超える可能性のあるオブジェクトの数を3倍にするなど、太陽系の数百万の知られているオブジェクトの最も詳細な国勢調査を実施します。一部の科学者が考慮しているように、ネプチューンをはるかに越えた岩の雲の中に隠された9番目の惑星がある場合、ルービンはそれを見つけるでしょう。 天の監視 国勢調査は、太陽系をはるかに超えて伸びます。 LSSTカメラは、10年にわたる調査中に何度も同じポイントに戻ってきているため、天文学者は同じ場所の多くの画像を組み合わせることができます。より多くのオブジェクトがあり、それが遠く、したがって、何百もの積み重ねられた画像が最終的に非常に初期の星と銀河を明らかにします。 170億を超える星や20億枚の銀河の色、形、位置、動きなどの詳細を記録することにより、ルービンは宇宙論者が初期の宇宙の最も詳細な画像を構築し、それがどのように時間を経て進化したかを調べるために使用できる夜空のカタログを作成することが期待されています。それは、ルービン天文台の2つの主要な目標にとって非常に重要です。暗黒物質と暗いエネルギーの性質を理解しています。 1990年代後半にルービンが最初に考案されたのは、この暗い宇宙です。天文台の名前のヴェラ・ルービンは、1970年代に近くのアンドロメダ銀河の端にある星が中心部の星と同じくらい速く動いていると測定することで彼女の名前を作ったアメリカの天文学者であり、正常な物質だけが存在する場合は不可能でした。彼女の発見は、「暗い」物質の存在の証拠を提供しましたが、それは見られず、重力を通してのみ正常物質と相互作用します。 20年後、科学者は宇宙のさらに大きな穴を発見しました。神秘的な物質が、スペースが拡大している速度を加速していることがわかりました。暗黒エネルギーは、宇宙の質量の68％を占め、暗黒物質は約27％を占めました。星、惑星、ほこり、地球上のすべてを構成するおなじみの「通常の」問題からのわずか5％です。 目に見えない暗い宇宙がどのように動作するかを理解することは、目に見えるもののより良い観測に依存します。ルービンのLSSTが役立つ方法の1つは、非常に遠い銀河からの光が、それらと地球の間の物質の重力によってどのように歪むかを測定することです。これらの測定により、天文学者は、宇宙で物質がどのように配列されているか、またそれがどのように動いているかについての詳細を提供します。どちらも暗い宇宙の性質の重要な手がかりです。 特に暗黒エネルギーの研究は後押しされます。この現象は、科学者が当時知っていた数十の超新星の動きを研究していた1990年代に発見されました。ルービンは、そこで働いている科学者によると、「超新星工場」であり、これらの爆発的な星を数十億を発見する可能性があり、宇宙学者に、より深く正確に研究するための非常に大きなデータセットを提供します。 LSSTは、10月にRubinで開始する予定です。それまでの間、セロ・パチョンに座っている楽器は引き続きテストされ、再テストされ、調整されます。ルービンの主要な使命は今のところ設定されていますが、展望台を建設した科学者は、最終的に自由に使えるものが発見機であることを知っています。 「私が長期的にルービンから見ることに私が最も興奮していること」とガイ博士は言います。 修正（6月24日）：このストーリーの元のバージョンでは、科学者が1990年代に知っていた超新星の数を過小評価していました。 #新しい望遠鏡は数十億の小惑星銀河星を見つけるでしょう