Σκαρφαλωμένο ψηλά στους πρόποδες των Άνδεων της Χιλής, ένα επαναστατικό νέο διαστημικό τηλεσκόπιο μόλις τράβηξε τις πρώτες του φωτογραφίες του σύμπαντος – και είναι εντυπωσιακές.

Οι αστρονόμοι είναι ενθουσιασμένοι με τις πρώτες δοκιμαστικές εικόνες που κυκλοφόρησαν σήμερα από το Αστεροσκοπείο Vera C. Rubin , οι οποίες δείχνουν το σύμπαν με πρωτοφανή λεπτομέρεια, από βίαιες κοσμικές συγκρούσεις μέχρι μακρινά νεφελώματα.

«Είναι πραγματικά ένα εξαιρετικό όργανο. Το βάθος και το μεγάλο οπτικό του πεδίο θα μας επιτρέψουν να τραβήξουμε πραγματικά ωραίες εικόνες των αστεριών, ειδικά των αμυδρών», λέει ο Christian Aganze, γαλαξιακός αρχαιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, ο οποίος θα χρησιμοποιήσει τα δεδομένα του αστεροσκοπείου για να μελετήσει τον σχηματισμό και την εξέλιξη του Γαλαξία μας. «Πραγματικά μπαίνουμε σε μια νέα εποχή».

Το αστεροσκοπείο διαθέτει μερικά βασικά εξαρτήματα: Ένα γιγάντιο τηλεσκόπιο, που ονομάζεται Simonyi Survey Telescope, είναι συνδεδεμένο με τη μεγαλύτερη και υψηλότερης ανάλυσης ψηφιακή κάμερα στον κόσμο. Το κύριο κάτοπτρο 27 ποδιών του Rubin, σε συνδυασμό με μια εκπληκτική κάμερα 3.200 megapixel, θα λαμβάνει επανειλημμένα εικόνες έκθεσης 30 δευτερολέπτων από τεράστιες εκτάσεις του ουρανού με απαράμιλλη ταχύτητα και λεπτομέρεια. Κάθε εικόνα θα καλύπτει μια περιοχή του ουρανού μεγάλη όσο 40 πανσέληνοι .

Κάθε τρεις νύχτες για τα επόμενα 10 χρόνια, ο Ρούμπιν θα παράγει έναν νέο, εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας χάρτη ολόκληρου του ορατού νότιου ουρανού. Με αυτή την κάλυψη, οι επιστήμονες ελπίζουν να δημιουργήσουν μια ενημερωμένη και λεπτομερή «ταινία» που θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να δουν πώς αλλάζει το σύμπαν με την πάροδο του χρόνου.

«Εφόσον τραβάμε εικόνες του νυχτερινού ουρανού τόσο γρήγορα και τόσο συχνά, θα ανιχνεύουμε εκατομμύρια αντικείμενα που αλλάζουν κυριολεκτικά κάθε βράδυ. Θα συνδυάσουμε επίσης αυτές τις εικόνες για να μπορέσουμε να δούμε απίστευτα αμυδρούς γαλαξίες και αστέρια, συμπεριλαμβανομένων γαλαξιών που βρίσκονται δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά», δήλωσε ο Aaron Roodman, επικεφαλής του προγράμματος για την κάμερα LSST στο Αστεροσκοπείο Rubin και Αναπληρωτής Διευθυντής για την κατασκευή του αστεροσκοπείου, σε συνέντευξη Τύπου στις αρχές Ιουνίου.

«Ήταν απίστευτα συναρπαστικό να βλέπουμε το αστεροσκοπείο Ρούμπιν να αρχίζει να τραβάει εικόνες. Θα μας επιτρέψει να εξερευνήσουμε γαλαξίες, αστέρια στον Γαλαξία μας, αντικείμενα στο ηλιακό σύστημα—όλα με έναν πραγματικά νέο τρόπο.»

Γαλαξίες μέχρι εκεί που φτάνει το μάτι

Το πρώτο σετ εικόνων που τραβήχτηκαν με την ειδικά σχεδιασμένη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή του Rubin αποκαλύπτει το σύμπαν με εκπληκτική λεπτομέρεια. Οι ερευνητές συνδύασαν επτά ώρες παρατηρήσεων σε μία μόνο εικόνα που αποτυπώνει το αρχαίο φως που εκπέμπεται από το Νεφέλωμα της Λιμνοθάλασσας και το Τρισχιδές Νεφέλωμα. Αυτά τα τεράστια νέφη διαστρικού αερίου και σκόνης βρίσκονται 4.350 έτη φωτός μακριά και 4.000 έτη φωτός μακριά από τη Γη, αντίστοιχα.

Δύο άλλες φωτογραφίες δείχνουν την άποψη του σμήνους της Παρθένου από το τηλεσκόπιο, ένα μείγμα σχεδόν 2.000 ελλειπτικών και σπειροειδών γαλαξιών. Φωτεινά αστέρια από τη δική μας κοσμική γειτονιά λάμπουν ανάμεσα σε εκτεταμένα συστήματα αστεριών, αερίου και σκόνης που συγκρατούνται από τη βαρύτητα. Κάθε μία από τις διάσπαρτες κουκκίδες στο φόντο αντιπροσωπεύει έναν μακρινό γαλαξία.

Οι εικόνες του Σμήνους της Παρθένου από τον Rubin δείχνουν επίσης το χαοτικό συνονθύλευμα των συγχωνευόμενων γαλαξιών – μια διαδικασία που παίζει κρίσιμο ρόλο στην εξέλιξη των γαλαξιών.

«Οι εικόνες του σμήνους της Παρθένου είναι εκπληκτικές», λέει ο Aganze. «Το επίπεδο λεπτομέρειας, από τους μεγάλης κλίμακας συγχωνευόμενους γαλαξίες μέχρι τις λεπτομέρειες στη σπειροειδή δομή μεμονωμένων γαλαξιών, τους πιο μακρινούς γαλαξίες στο φόντο, τα αστέρια του Γαλαξία σε πρώτο πλάνο, όλα σε μία εικόνα, είναι μεταμορφωτικό!»

Οι πρώτες εικόνες που παρουσιάστηκαν στο κοινό, πρόσθεσε ο Ρούντμαν, «παρέχουν μόνο μια γεύση από την ανακαλυπτική δύναμη του Ρούμπιν».

Για την επόμενη δεκαετία, το Rubin θα καταγράφει εκατομμύρια αστρονομικά αντικείμενα κάθε μέρα—ή περισσότερα από 100 κάθε δευτερόλεπτο. Οι πρώτες εικόνες περιλαμβάνουν περίπου 10 εκατομμύρια γαλαξίες και ο αριθμός τους συνεχίζεται. Τελικά, αναμένεται να ανακαλύψει περίπου 17 δισεκατομμύρια αστέρια και 20 δισεκατομμύρια γαλαξίες που δεν έχουμε ξαναδεί.

Αναζητώντας τη σκοτεινή ύλη

Η ιδέα για το έργο συνελήφθη πριν από περίπου 30 χρόνια, με στόχο τη μεγιστοποίηση της μελέτης ανοιχτών ερωτημάτων στην αστρονομία με όργανα αιχμής. Η κατασκευή ξεκίνησε το 2014 στο Cerro Pachón της Χιλής, σε υψόμετρο 8.900 ποδιών. Αρχικά ονομαζόταν Μεγάλο Συνοπτικό Τηλεσκόπιο Έρευνας (Large Synoptic Survey Telescope), αλλά μετονομάστηκε το 2019 προς τιμήν της Αμερικανίδας αστρονόμου Vera C. Rubin , της οποίας το έργο παρείχε τα πρώτα παρατηρησιακά στοιχεία για την ύπαρξη σκοτεινής ύλης.

Όταν το αστεροσκοπείο ξεκινήσει σοβαρά τις επιστημονικές του δραστηριότητες αργότερα το 2025, τα όργανά του θα παράγουν έναν καταιγισμό αστρονομικών δεδομένων που θα είναι πολύ συντριπτικά για να υποστούν χειροκίνητη επεξεργασία. (Κάθε βράδυ, το αστεροσκοπείο θα παράγει περίπου 20 terabytes δεδομένων .) Έτσι, οι αλγόριθμοι υπολογιστών θα εξετάζουν τους μεγάλους όγκους δεδομένων, βοηθώντας τους ερευνητές να εντοπίζουν τυχόν μοτίβα ή σπάνια γεγονότα σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του ουρανού με την πάροδο του χρόνου. Οι ερευνητές προσκαλούν επίσης το κοινό να εξερευνήσει το σύμπαν μέσα από τα μάτια του Rubin, κατεβάζοντας την εφαρμογή SkyViewer .

Οι αστρονόμοι αναμένουν ότι οι υψηλής ποιότητας παρατηρήσεις που θα ληφθούν με το τηλεσκόπιο θα βοηθήσουν στη χαρτογράφηση της δομής του σύμπαντος, στην εύρεση κομητών και δυνητικά επικίνδυνων αστεροειδών στο ηλιακό μας σύστημα, καθώς και στην ανίχνευση εκρηκτικών αστεριών και μαύρων τρυπών σε μακρινούς γαλαξίες. Στα δεδομένα προεπισκόπησης, οι ερευνητές έχουν ήδη βρει 2.104 αστεροειδείς που δεν έχουν ξαναδεί στο ηλιακό μας σύστημα, συμπεριλαμβανομένων επτά που βρίσκονται αρκετά κοντά στη Γη ώστε να μπορούν να εντοπιστούν, αλλά δεν αποτελούν απειλή για τον πλανήτη μας. (Για λόγους σύγκρισης, όλα τα άλλα αστεροσκοπεία εντοπίζουν συνολικά περίπου 20.000 αστεροειδείς κάθε χρόνο.)

Το αστεροσκοπείο θα εξετάσει επίσης τα οπτικά αντίστοιχα των γεγονότων βαρυτικών κυμάτων – κυματισμούς στον ιστό του διαστήματος που προκαλούνται από μερικές από τις πιο ενεργητικές διεργασίες στο σύμπαν. Μελετώντας αυτά τα γεγονότα, οι αστρονόμοι ελπίζουν να αποκαλύψουν τα μυστικά των αόρατων δυνάμεων που διαμορφώνουν το σύμπαν, όπως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια.

«Αυτές οι πρώτες εικόνες δείχνουν πραγματικά τα αποτελέσματα αυτών των 10 ετών πραγματικά σκληρής και σχολαστικής δουλειάς που έχει καταβάλει ολόκληρη η ομάδα, από το σχεδιασμό, την προσομοίωση έως τη συναρμολόγηση, τον χαρακτηρισμό και τη βαθμονόμηση κάθε μέρους του παρατηρητηρίου, του τηλεσκοπίου, της κάμερας, της αγωγού δεδομένων, όλα έγιναν πραγματικά πολύ σχολαστικά», δήλωσε η Sandrine Thomas, αναπληρώτρια διευθύντρια του Αστεροσκοπείου Rubin και επιστήμονας τηλεσκοπίου και τοποθεσίας του παρατηρητηρίου, στη συνέντευξη Τύπου του Ιουνίου.

«Νιώθω πραγματικά προνομιούχος που συνεργάστηκα με μια τόσο ταλαντούχα και αφοσιωμένη πολυεθνική ομάδα», πρόσθεσε ο Τόμας. «Είναι πραγματικά εντυπωσιακό».