Überraschend! Die größte Digitalkamera der Welt nimmt die ersten Bilder mit 3.200 Megapixeln auf

Wird derzeit im Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) gebaut. Er wird kosmische Geheimnisse im Rahmen einer neuen Studie über Raum und Zeit am Vera-C-Observatorium, Rubin, erforschen.

volle Brennebene des zukünftigen LSST
Die gesamte Brennebene der künftigen LSST-Kamera ist mehr als einen Meter breit und enthält 189 einzelne Sensoren, die Bilder mit 3200 Megapixeln erzeugen werden. (Jacqueline Orrell/National Laboratory of Accelerators SLAC)

Stellen Sie sich ein Foto vor, das so groß ist, dass 378 ultrahochauflösende 4K-Fernsehbildschirme benötigt werden, um es in seiner Gesamtheit zu zeigen. Wir sprechen hier von einer Auflösung, die Details so klein wie ein Golfball in 24 Kilometern Entfernung erkennen lässt.

Diese Bilder stammen von verschiedenen Bildsensoren, die das Herz und die Seele der künftigen Kamera des Vera C-Observatoriums sein werden. Rubin. Diese Kamera, die derzeit in Chile gebaut wird, wird die größte der Welt sein.

Sobald sie im Rubin-Observatorium installiert ist, wird diese Kamera Panoramabilder des gesamten südlichen Himmels aufnehmen. Jede Nacht, 10 Jahre lang, wird sie uns einen erstaunlichen Blick auf die Sterne, Galaxien und Himmelsobjekte ermöglichen.

Die gesammelten Daten werden in die LSST-Studie (Study of the Legacy of Space and Time) einfließen. Dieser Katalog wird mehr Galaxien als lebende Menschen auf der Erde enthalten, sowie die Bewegungen unzähliger astrophysikalischer Objekte. Es ist, als ob wir die Geschichte des Kosmos in Echtzeit schreiben würden.

Ein Meilenstein der astronomischen Beobachtung

Sie ist mit 189 einzelnen 16-Megapixel-CCD-Sensoren ausgestattet, die in einer vakuumversiegelten Brennebene angeordnet sind. Jeder Sensor ist wie ein riesiger Pixel, der das Licht aus dem Weltraum aufnimmt. Zusammen bilden diese Sensoren eine hochauflösende Matrix, die einen Streifen des Himmels abdeckt, der siebenmal größer ist als der Vollmond.

Sein optisches System umfasst drei Linsen und Schnellwechselfilter, die es ermöglichen, Licht in Wellenlängen vom Ultraviolett bis zum nahen Infrarot einzufangen. Dadurch können wir eine Vielzahl von Himmelsobjekten untersuchen, von Sternen und Galaxien bis hin zu Asteroiden und Supernovae.

Sie wird jede Nacht Panoramabilder des Himmels aufnehmen, die in den Stellar Census einfließen werden. Außerdem wird sie die Bewegungen zahlloser astrophysikalischer Objekte verfolgen und so einen detaillierten Einblick in die Dynamik des Universums geben.

Es wird uns helfen, eines der größten Rätsel des Kosmos zu lösen. Was ist dunkle Materie? Wie dehnt sich das Universum aus? Welche Rolle spielt die dunkle Energie in seiner Entwicklung? Diese grundlegenden Fragen werden dank der von der Kamera aufgenommenen Bilder bald beantwortet werden können.

Das elektronische Auge des LSST-Teleskops

Um das Licht, das von Sternen, Planeten und Himmelsobjekten ausgeht, einzufangen und in elektrische Signale umzuwandeln, braucht man einen Sensor, in dieser Kamera erfüllt die Brennebene diese Funktion. Diese Signale sind wie eine geheime Sprache zwischen dem Kosmos und der Wissenschaft, sie werden verwendet, um digitale Bilder zu erzeugen, die die Geheimnisse des Weltraums enthüllen.

In diesem Fall handelt es sich bei der Fokusebene nicht um ein einfaches CCD (gekoppeltes Ladegerät). Nein, es ist ein Schwarm von 189 einzelnen CCDs, die jeweils 16 Megapixel aufnehmen können. Zusammen bilden sie eine Symphonie des Lichts, die es uns ermöglicht, das Universum mit einer noch nie dagewesenen Auflösung zu erforschen.

Größe von 40 Vollmonden.
Die Brennebene der LSST-Kamera hat eine Oberfläche, die groß genug ist, um einen Himmelsausschnitt von der Größe von 40 Vollmonden zu erfassen. Ihre Auflösung ist so hoch, dass ein Golfball in 24 Kilometern Entfernung erkannt werden könnte. (Greg Stewart/National SLAC Accelerator Laboratory)

Stell dir ein menschliches Haar vor. Nun teile seine Breite durch zehn. So dünn ist die Brennebene des LSST. Seine Pixel, winzig wie Sandkörner, sind mit mathematischer Präzision ausgerichtet. Diese extreme Dünne sorgt dafür, dass die resultierenden Bilder scharf und voller Details sind.

Bisher wurden neun CCDs und ihre Komponenten zu so genannten "wissenschaftlichen Raspeln" zusammengesetzt. Diese quadratischen Einheiten, die wie kleine Inseln im optischen System wirken, wurden zum SLAC (Stanford National Accelerator Laboratory) gebracht. Dort fügte das Kamerateam sie in ein Gitter ein, wie Teile eines Puzzles.

Wissenschaft an der Grenze

Die LSST-Bildsensoren sind wie hyperaktive Augen: Sie können Objekte erkennen, die 100 Millionen Mal heller sind als das, was unsere menschlichen Augen sehen können. Stellen Sie sich vor, Sie sehen eine Kerze aus Tausenden von Kilometern Entfernung. Das ist es, was uns dieses Teleskop ermöglichen wird.

Diese Spezifikationen sind einfach erstaunlich und ihre einzigartigen Eigenschaften werden das ehrgeizige wissenschaftliche Programm des Rubin-Observatoriums ermöglichen. Sagte Steven Ritz, Wissenschaftler des LSST-Kammerprojekts der University of California, Santa Cruz.

Während der zehnjährigen Betriebszeit wird die Kamera Bilder von etwa 20 Milliarden Galaxien sammeln und dabei Daten gewinnen, die unser Wissen darüber verbessern, wie sie sich im Laufe der Zeit entwickelt haben, und es uns ermöglichen, unsere Modelle der dunklen Materie und Energie tiefer und genauer als je zuvor zu testen

Das Observatorium wird eine wunderbare Einrichtung für ein breites Spektrum von Wissenschaften sein, von detaillierten Studien des Sonnensystems bis hin zu Studien über entfernte Objekte am Rande des Universums. Es ist ein Meilenstein, der uns der Erforschung grundlegender Fragen in einer Weise näher bringt, wie wir es bisher nicht tun konnten.