Нова потужна наземна обсерваторія, результати роботи якої, без сумніву, змінять наші уявлення про Всесвіт, оприлюднила перші знімки космосу: ця подія знаменує початок її роботи на благо астрономії.

Нижче подано переклад замітки К. Р. Каллавея (K. R. Callaway) «Vera C. Rubin Observatory Releases Long-Awaited First Photos», вміщеної на сайті астрономічного науково-популярного журналу Sky & Telescope.

Обсерваторія Віри К. Рубін оприлюднила довгоочікувані перші фотографії

Тепер ми бачимо перші зображення після років зусиль та шалених ремонтних робіт в останню хвилину, які пришвидшили завершення будівництва нової обсерваторії.

На вершині Серро-Пачон (Cerro Pachón), чилійської гори, де розташована нещодавно побудована обсерваторія Віри К. Рубін (Vera C. Rubin Observatory), втомлені, але зосереджені науковці збираються в диспетчерській обсерваторії. Вони стежать за системами телескопа, чекаючи на усунення проблеми, яка їх мучить: камера телескопа перегрівається, лише за кілька тижнів до того, як обсерваторія має опублікувати свої перші зображення для громадськості.

Ці зображення, представлені під час заходу «first look» («Перший погляд») 23 червня, — це лише початок. Кожні три ночі протягом наступних 10 років швидкорухливий та безпрецедентно чутливий телескоп буде сканувати небо Південної півкулі, генеруючи 60 мільйонів гігабайт даних. Зрештою, ці сканування допоможуть створити покадровий «фільм» про Всесвіт, який астрономи назвали «Огляд простору та часу» (Legacy Survey of Space and Time, LSST). Його цілями є демістифікація темної матерії та темної енергії, виявлення швидкорухомих або постійно змінних об’єктів на нічному небі та картографування Всесвіту навколо нас.

Це зображення, одне з перших, отриманих обсерваторією Віри К. Рубін, поєднує 678 експозицій, що загалом становить трохи більше семи годин спостережень. Поєднання таким чином багатьох зображень чітко показує інакше слабкі або невидимі деталі, такі як хмари газу та пилу, що складають Потрійну туманність (угорі праворуч) та туманність Лагуна (у центрі), обидві з яких лежать на відстані кількох тисяч світлових років від Землі. Авторське право на зображення: NSF / DOE / Обсерваторія Віри К. Рубін. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Але зробити ці перші знімки — нелегкий подвиг. З початку будівництва у 2015 році високоспеціалізовані компоненти, виготовлені в лабораторіях по всьому світу, було зібрано на віддаленій вершині гори, а технічні проблеми вирішено на місці.

«Минулий місяць був божевільним, дуже наполегливо працювали», — сказала мені Фернанда Уррутія (Fernanda Urrutia), астрофізик, яка працює в групі з питань освіти та зв’язків з громадськістю обсерваторії Рубін, невдовзі після мого прибуття на вершину. Робота дослідників під час мого візиту зосереджена на спробах виправити системи охолодження цифрової камери телескопа, найбільшої у світі.

Протягом місяців перед прес-конференцією з нагоди First Look науковці наполегливо працювали в диспетчерській на вершині гори в обсерваторії, щоб переконатися — телескоп (зображений на екрані) готовий розпочати своє 10-річне дослідження космосу. Авторське право на зображення: K.R. Callaway (К.Р. Каллавей). Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Системи охолодження завжди були «головною проблемою» для інженерів, які працювали над камерою LSST, зауважив інженер-дослідник Клер Журамі (Claire Juramy) з Французького національного інституту ядерної фізики та фізики елементарних частинок. Різні частини камери потрібно підтримувати при різній температурі, і якщо будь-яка з їхніх окремих систем охолодження вийде з ладу, камера може відносно швидко перегрітися. Тож, як тільки дослідники побачили, що температура камери зростає, навіть коли температура зовнішнього повітря падала посеред ночі, вони швидко вимкнули її та почали вирішувати проблеми.

«Слід визнати, що сьогодні немає гарного розуміння ситуації», — сказав мені Кевін Фаннінґ (Kevin Fanning), член наукової групи, яка виконувала роботу з введення в експлуатацію камери, того ранку, коли я прибув на початку травня. Але Фаннінґ та решта групи, здається, не загрузли в цій невизначеності — хоча до отримання перших знімків залишалося мало часу. Вимкнення камери дає гарну можливість виконати інженерні випробування, які вони не можуть робити тоді, коли телескоп спостерігає зоряне небо. «Це, безумовно, стрес, але я люблю ці дні», — додав Фаннінґ.

До вечора графіки температури на екранах у диспетчерській на вершині стабілізувалися, й інженери розробили план на ніч. Вони мали почекати, поки температура на вулиці знову знизиться, перш ніж запускати камеру, щоб визначити, чи не є холодне повітря зовні причиною несправності системи охолодження. За очікуваннями, цей тест мав бути повільним, і деякі астрономи-спостерігачі влаштувалися пограти в Uno, коли на гору опустилася ніч.

Але позаду нас численні графіки на екрані свідчили про те, що температура на вулиці зовсім не падає — вона стає вищою. ​​«Прогнози погоди для гірських вершин, як відомо, важко робити», — пояснив Фаннінґ. Коли стало зрозуміло, що їм доведеться чекати ще одну ніч, щоб завершити тест, науковці розповіли про встановлення камери в березні.

Це зображення показує невелику частину скупчення галактик в напрямку сузір’я Діва, яке лежить приблизно за 50 мільйонів світлових років від нас. На передньому плані сяють яскраві зорі в нашій галактиці, тоді як на задньому плані містяться набагато віддаленіші галактики. Авторське право на зображення: NSF / DOE / Обсерваторія Віри К. Рубін. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Камеру потрібно було розмістити саме в потрібному місці відносно головного та додаткового дзеркал, щоб отримувати чіткі зображення. «За точним розрахунком ми розмістили цю камеру приблизно в межах трьох міліметрів [від того місця, де вона мала бути]», — сказав Роберт Лаптон (Robert Lupton), який працює з науковим програмним забезпеченням в обсерваторії Віри Рубін і як науковий комунікатор LSST з громадськістю. Але з таким широким полем зору, навіть коли камера була трохи зміщена, на тестових зображеннях на місці зір виявились плямки світла. Ці зображення надали інформацію, потрібну для коригування розташування камери, поки воно не стало ідеальним.

Повільний та стабільний рух, здається, добре підходить як визначальний принцип для обсерваторії. Той самий принцип застосовується до ремонту системи охолодження, зазначив Аарон Рудман (Aaron Roodman) з Стенфордського університету, який очолює групу науковців, що працюють з камерою. «Зробіть крок, а потім обговоріть», — радить він іншим через відеодзвінок наступного ранку, коли вони формулюють новий план.

Виявилося, що причиною було холодне нічне повітря. Протягом наступних тижнів група додатково ізолює системи охолодження та досліджує варіанти обігріву, щоб частини камери були теплими в холодні ночі. Ці виправлення наближають обсерваторію на один крок до отримання першокласних зображень.

Це зображення показує ще одну невелику частину скупчення Діви. Видно дві помітні спіральні галактики (внизу праворуч), три галактики, що зливаються (угорі праворуч), кілька груп віддаленіших галактик, багато зір у галактиці Молочний Шлях та багато іншого. Авторське право на зображення: NSF / DOE / Обсерваторія Віри К. Рубін. Фото з сайту https://skyandtelescope.org.

Тепер ці зображення демонструють потенціал обсерваторії. Зосереджуючись на невеликих ділянках неба, повних скупчень галактик і туманностей, вони показують не лише те, як глибоко камера може зазирнути у Всесвіт, але й дають уявлення про те, скільки об’єктів ще належить відкрити та зрозуміти. Повний огляд неба Південної півкулі має розпочатися пізніше цього року.

Святкування в Чилі — це лише ще один крок у тривалому процесі запуску та роботи відомої обсерваторії.

Репортаж для цієї статті був частково підтриманий грантом Національного наукового фонду.

За інф. з сайту https://skyandtelescope.org