Vera Rubin天文台は天文学を完全に変えようとしています

海抜2600メートル以上に達するチリの山であるセロパチョンの上に、空気は薄いです。 Vera C. Rubin天文台のドーム内の階段を登るとき、私は息を吸わなければなりません。それは涼しく、静かで巨大で、大聖堂のようなものです。ドーム全体が私たちの周りで動き出して空に開くまで。

夜が落ちて、私たちの上に私が自分の目で見たよりも多くの星が座っています。天の川は通常よりも明るく輝いており、私はその銀河の隣人の2人、小さなマゼラン雲を見つけることができます。ただし、ルービン望遠鏡ははるかに見ることができます。それは巨大なものです。最大のデジタルカメラと最大のレンズの世界記録を保持しており、350メートルのトンで重量があります。それは反射する望遠鏡であり、鏡を介して光を集めます。その最大の鏡は、向きが8.4メートルです。サミットに至るまでのトンネルが幅約8.5メートルであるため、できる限り幅の広いです。

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しかし、このような重さにもかかわらず、この望遠鏡は非常に速く動くことができます。そして、それは私たち自身の太陽系、銀河、宇宙について私たちが知っていることに革命をもたらすことができます。 3泊ごとに、南の空の調査が完了します。以前のすべてのスキーの調査には数ヶ月または数週間かかりましたが、ルービンは10年にわたって半週間以内に1つを行います。結果は一種の宇宙のタイムラプスになります。

「3日ごとに空を撮ることで、それらの画像を一緒に積み重ねてより深く行くことができます」と、展望台の科学者であるケビン・レールは言います。 「それで、10年後、あなたは非常に深く、非常に、非常に、非常に、非常に、宇宙に非常に遡り、非常に遡ります。しかし、あなたは宇宙の構造も得ています」と彼は言います。

構造が天文台のミッションの1つであることを理解することは、暗黒物質がどのように宇宙を歪めているかをより正確に知るためです。望遠鏡の同名の天文学者ベラ・ルービンは、この旅を始めました。 1970年代に、銀河の回転の観察により、目に見える物質が宇宙のほんの一部しか構成しないことが明らかになりました。彼女は、銀河の外側の縁の星が速すぎて動いていることを発見しました。ケプラーの法則によると、彼らは銀河の中心に近い星よりも本当に遅いはずです。

長年の観察と計算の後、これを二乗する唯一の方法は、私たちが見ることができるよりも多くの問題がなければならないと仮定することでした。この目に見えないものは暗い物質と名付けられ、天文学者は今では宇宙には通常の物質のほぼ5倍の倍があると信じており、その重力は私たちが見ている宇宙を形作ります。

「目に見える物質は、実際には暗黒物質がある場所に続きます。銀河は、天文学者が宇宙ウェブと呼んでいるものにレイアウトされていると考えられており、私たちが見ることができる星を重力で捕らえる暗黒物質のフィラメントを相互接続することを含む。 Rubinの画像は、このWebでこれまでで最高の見方をしてくれます。

Webのマッピングは、暗黒物質の本質を特定するのにも役立ちます。それは熱くて、軽く、動きの速い粒子または寒さで作られていて、より簡単に凝集する粒子で作られていますか？ 「恒星のストリームのキンクのような小さな混乱を探すことができます」とDeppe氏は言います。これらは、暗黒物質の塊がフィラメントを通して逮捕された場所を示しています。塊がどれほど大きくなるかを理解すると、どのタイプの暗黒物質がそこにあるかを絞り込みます。宇宙ウェブの構造は、宇宙の拡大を加速する推進力であるダークエネルギーの効果のより良い感覚も私たちに与えます。

この精度の天文学に対する興奮は、天文台では明白です。夜の間、私は観察のためにそこにいます、誰もが少し気まぐれです。望遠鏡のコントロールルームの近くのキッチンで、興奮したおしゃべりが聞こえます。望遠鏡のオペレーターの1人は、彼が言っているように、ほとんど跳ね返っています：「私たちは今夜空になっていることを願っています」。これは、望遠鏡のシャッターを開いて画像を撮るための天文台の専門用語です。 「ああ、私たちはそうします」と彼の同僚は言い、お茶のマグカップに微笑んでいます。太陽が沈むと、私たちは皆、雲がきれいになるように指を交差させます。

一度彼らがそうすると、制御室は活動の巣になります。オペレーターはまだ望遠鏡でねじれを解決しており、画像を適切な焦点にしています。 30秒ごとに、別の1つがやって来て、シャッターが開いたことを示す音が閉じたときに、閉じたときに別のHOOSHが続きます。望遠鏡は空の一部のスナップショットを取り、次に次の場所にジップして別の場所を取り、一緒に縫うことができるグリッドを構築します。

突然グリッチがあるまで、すべてが泳いでいます。展望することができる望遠鏡を最大限に活用するために、天文台は、天候や月の段階などに基づいて、次に望遠鏡をどこに向けるかを選択する自動プログラムを使用します。しかし、しばらくの間、このシステムは機能していません。オペレーターは、ベースキャンプで科学者と数時間車で山をドライブします。一緒になって、彼らはシステムが問題を見つけるためにコードに飛び込みます。修正は約20分後に送信され、バックアップして実行されています。シャッターのフリーシューズの定期的なケイデンスは再び始まり、画像は注がれ続けます。

「これは私たちが持っていた最高の夜の1つです。これはただのクルージングです。これは今のところとても良いデータです」とキャリブレーション科学者のエリ・リコフは言います。 「私は今、加工人が高品質の科学画像を彼らに与えてくれたことを感謝していることを願っています。」

画像が望遠鏡で作られると、彼らは世界中を長くて非常に速い旅を始めます。彼らは、大西洋または太平洋のいずれかを走り、その後米国に水中に走る繊維光ケーブルの103,000キロメートルの繊維ケーブルの最初のストレッチに沿って山を下っています。画像はフロリダのハブを通過し、その後、カリフォルニアのSLAC National Accelerator Laboratoryで終わります。

観測所のデータを管理するウィリアムオムラーンは、各画像は約32ギガピクセルで、約10秒のムービーのサイズで、約10秒以内に到着します。そこから、データは英国とフランスの施設に送られ、世界中の科学者が画像を利用できるようにします。

おそらく、最も緊急の分析は、急速に移動するオブジェクトで行われるでしょう。夜空は、常に予測することはできない方法で脈動、ブリップ、変化します。そして、ルービン天文台は尾で熱いです。これらの動きをそれほど迅速にキャプチャする能力は一度もありませんでした。そうすることで、急速に変化するオブジェクトが、できる限りリアルタイムに近いものを見ることができます。望遠鏡は、火星と木星の間に主要な小惑星帯を構成するものと、トランス・ネプチュニアのオブジェクトと呼ばれるものの両方で、空を横切ってジッピングしている小惑星と彗星を追跡します。

「現在、私たちは数千個のオブジェクトしか知っていません」とカイパーベルトとオートクラウドの雲は言います。 「ルービンは、おそらく私たちが知っているオブジェクトの数を10倍に増やすでしょう。」

また、近い地球のオブジェクトからの潜在的な脅威を追跡し、これらの既知の例を約30,000から約100,000に増やすのに役立ちます。また、2017年にソーラーシステムを通り抜けたOumuamuaや、2019年に飛んだBorisovのような速い動きの星間オブジェクトをキャッチすることもできました。

この種の太陽系の国勢調査は、実際に惑星9があるかどうかの問題にも答えることができます。そのような世界の食欲をそそる証拠 – 外側の太陽系の地球の5〜10倍 – は、異常であるが類似した軌道を持つカイパーベルトオブジェクトから来ています。シミュレーションは、惑星が責任を負う可能性があることを示していますが、まだ直接的な証拠はありません。

それはすぐに変わるかもしれません。 「どちらのルービンも惑星9を直接見つけるでしょう。それは議論の余地のない証拠を見つけるか、存在する証拠を完全に一掃するでしょう」とDeppe氏は言います。

望遠鏡が解決しない謎の1つは、米国の科学の不確実な状態です。ルービンは、米国エネルギー省と米国国立科学財団（NSF）が共同で資金提供しており、後者はその提案された予算が半分以上削減されたことを見てきました。天文台の人々に、これが彼らにとって何を意味するのか尋ねたとき、誰も確信していませんでした。 「大統領の2026年度の予算要求の潜在的な影響について推測することを拒否するつもりです」とNSFの広報担当者は、後で尋ねたときに私に言った。

しかし、制御室に戻って、資金は別の日の懸念事項です。私たちは真夜中に近づいていますが、シフトは終わりではありません。科学者は午前3時または午前4時までデータを取得しますが、誰も疲れていないようです。たまに誰かが「これらの美しい画像を見てください！」

最初に公開された画像は6月23日にリリースされ、その間に、天文台は3晩ごとに南の空の完全なショットをスナップします。 「全体のアイデアは、世界中の誰もが望むすべてのデータを撮影する天文台を構築できますか？

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