北京
每40秒，智利帕瓊山巔一臺相機就會觸發(fā)一次快門，拍下一張32億像素的南天影像。這個節(jié)奏將持續(xù)整整十年，照片積累成一幅覆蓋整個南天、隨時間流動的動態(tài)星圖。維拉·C·魯賓天文臺背后的科學(xué)團隊宣布，時空遺產(chǎn)巡天（LSST）已正式啟動，一項醞釀三十年的拍攝計劃終于按下“錄像鍵”。
“今天，我們開始拍攝有史以來最偉大的宇宙電影。”美國國家科學(xué)基金會代理主任布萊恩·斯通在新聞稿中這樣描述。他提到，這一刻濃縮了數(shù)十年的遠見、創(chuàng)新，也體現(xiàn)著聯(lián)邦科學(xué)投資的力量，并強調(diào)今后每一夜，該天文臺都將拓展知識邊界，鞏固美國在科學(xué)與創(chuàng)新領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。
把巡天比喻為“宇宙電影”并不夸張。今年2月，魯賓團隊開啟了預(yù)警生成管線，它能對望遠鏡捕捉到的可疑天文現(xiàn)象實時發(fā)出通知，每夜通知數(shù)量可達數(shù)百萬條。這些預(yù)警如同劇本提示，指引天文學(xué)家在浩渺數(shù)據(jù)中找出超新星爆發(fā)、小行星軌跡或從未見過的瞬變事件。在系統(tǒng)架構(gòu)上，望遠鏡每次曝光40秒，晴朗天氣下只需幾個夜晚就能遍歷整個南天，然后馬上開啟下一輪掃描，形成延時攝影般的時間序列。
華盛頓大學(xué)的研究者在這個全球協(xié)作項目中承擔(dān)了關(guān)鍵角色：開發(fā)處理海量數(shù)據(jù)的軟件工具。魯賓天文臺每夜產(chǎn)生的數(shù)據(jù)規(guī)模達到TB級，需要專門的計算設(shè)施和分析流水線才能從中提取科學(xué)發(fā)現(xiàn)。這項研制工作在華盛頓大學(xué)的數(shù)據(jù)密集型天體物理與宇宙學(xué)研究所（DiRAC研究所）進行，而領(lǐng)導(dǎo)的正是該校天文學(xué)家、LSST項目的負(fù)責(zé)人澤利科·伊韋齊奇。
伊韋齊奇透露，正式啟動LSST的決定是在經(jīng)歷了一輪系統(tǒng)優(yōu)化和審慎的運行審查之后做出的。團隊評估了多方面的指標(biāo)：圖像質(zhì)量、有效巡天速度、系統(tǒng)可靠性和校準(zhǔn)精度，每一項都需要達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)才能支撐一項為期十年的科學(xué)調(diào)查。一年前，科學(xué)家用一批“初窺”圖像慶祝了建造階段的完工，隨后便轉(zhuǎn)入密集的準(zhǔn)備，為的就是此刻從靜態(tài)調(diào)試切換到連續(xù)觀測。
支撐這臺“宇宙錄像機”的是目前世界上最大的數(shù)碼相機，單張照片像素達32億，每一次曝光都將數(shù)十億個天體的瞬間狀態(tài)凍結(jié)下來。8.4米口徑的西蒙尼巡天望遠鏡負(fù)責(zé)引導(dǎo)光線進入相機，而整個天文臺的建設(shè)成本已超過10億美元。這樣的工程輪廓可以追溯到1990年代天文學(xué)界的一系列討論，真正的推力出現(xiàn)在2007年：西雅圖科技先驅(qū)查爾斯·西蒙尼和微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨聯(lián)合捐贈了3000萬美元，讓紙面構(gòu)想獲得實質(zhì)推動。2020年，該設(shè)施最終以已故天文學(xué)家維拉·魯賓的名字命名，望遠鏡則冠以“西蒙尼巡天望遠鏡”，以紀(jì)念西蒙尼家族的貢獻。
為慶祝巡天正式啟動，魯賓團隊專門發(fā)布了一張17億像素的照片，聚焦豺狼座方向。畫面里密集的恒星仿佛一片“恒星海洋”，光芒之間漂浮著暗淡而稀薄的云氣，那是銀河卷云——星際氣體和塵埃在暗弱光照下顯現(xiàn)出的紋理。這類校準(zhǔn)圖像是十年觀測的起點，也是為一幅即將展開的動態(tài)宇宙長卷定下的調(diào)色基礎(chǔ)。
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