Científicos e ingenieros del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del Departamento de Energía y sus colaboradores han anunciado la finalización de la cámara Legacy Survey of Space and Time (LSST).
Actualmente se está instalando una cámara de 3.200 megapíxeles en un telescopio en Chile que ayudará a los investigadores a observar nuestro universo con un detalle sin precedentes. Durante la próxima década, la cámara generará cantidades masivas de datos que los investigadores utilizarán para obtener nuevos conocimientos sobre el universo, incluida la energía oscura, la materia oscura y la Vía Láctea. Los datos nos ayudarán a comprender mejor los cambios en el cielo nocturno y nuestro propio sistema solar.
El Cámara heredada de estudio del espacio y el tiempo (LSST) El bloque ha estado en funcionamiento durante más de dos décadas. Finalmente, en 2015, el Departamento de Energía de Estados Unidos (DoE) aprobó su construcción. Desde entonces, los técnicos del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC del Departamento de Energía han estado trabajando arduamente para ensamblar el enorme conjunto de sensores del módulo, compuesto por 189 sensores individuales de 16 megapíxeles.
Primeras fotos de prueba compuestas. fueron derrotados En septiembre de 2020, los ingenieros y socios de SLAC han completado el ensamblaje de todos los componentes, incluidos el marco, la lente y el sensor.
Los sensores CCD diseñados a medida en la matriz de 3,2 gigapíxeles ahora suman 201, y cada píxel tiene aproximadamente 10 micrones de ancho. El plano focal está encerrado en una cámara de vacío por una lente de 3 pies de ancho, mientras que la lente frontal tiene 5 pies (1,5 m) de diámetro. Las tres lentes del sistema de cámara fueron fabricadas por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
El sistema de imágenes de enfoque principal está diseñado para capturar el universo con «detalles sin precedentes» con exposiciones de 15 segundos cada 20 segundos. El sistema óptico, que incluye tres espejos asféricos y grandes filtros de cambio rápido, está optimizado para capturar luz en longitudes de onda desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano (0,3-1 µm).
«Sus imágenes son tan detalladas que pueden resolver una pelota de golf a unas 15 millas de distancia mientras cubren un área del cielo siete veces más ancha que toda la Luna. Estas imágenes de miles de millones de estrellas y galaxias ayudarán a descubrir los secretos del universo.» dijo el líder del proyecto de cámara Aaron Rudman, profesor de SLAC y subdirector del Observatorio Rubin.
Todo el sistema pesa alrededor de 6600 lb (3000 kg) y es aproximadamente del tamaño de un automóvil pequeño. El sistema será transportado al Observatorio Vera C. Rubin en Chile y montado sobre el Telescopio de rastreo Simonyi a finales de este año para ayudar a los astrónomos a resolver misterios cosmológicos.
La función principal de la cámara es mapear las posiciones y el brillo de varios objetos en el cielo nocturno. El catálogo proporcionará a los investigadores una gran cantidad de información, incluida la detección de lentes gravitacionales débiles: galaxias masivas que desvían ligeramente los caminos de la luz de las galaxias de fondo. Este fenómeno revela la distribución de la masa en el universo y cómo ha cambiado con el tiempo, ayudando a los cosmólogos a comprender el papel de la energía oscura en el impulso de la expansión del universo.
El laboratorio es el primero de su tipo diseñado específicamente para estudiar lentes débiles a tan gran escala. El equipo detrás del proyecto tuvo que desarrollar una serie de nuevas tecnologías, incluidos sensores CCD avanzados y las lentes más grandes jamás creadas, y garantizar que todos estos componentes funcionaran juntos a la perfección. Martin Nordby, ingeniero senior de SLAC y gerente de proyectos de cámaras LSST, explicó cómo se logró esto.
Además de estudiar las lentes débiles, los científicos también están interesados en analizar patrones en la distribución de las galaxias y su evolución en el tiempo, identificar cúmulos de materia oscura y detectar supernovas. Estos descubrimientos ayudarán a profundizar nuestra comprensión de la materia y la energía oscuras. Es emocionante ver cómo se utiliza tecnología de punta para desbloquear los misterios del universo.
Se espera que la sensibilidad de la cámara LSST proporcione un mapa más detallado de la Vía Láctea. Esto nos dará nuevos conocimientos sobre la estructura y evolución de nuestra galaxia y la naturaleza de las estrellas y otros objetos en ella.
Los científicos planean utilizar la cámara para acercar objetos más pequeños de nuestro sistema solar y crear una imagen más completa de nuestros vecinos más cercanos. Esto nos ayudará a comprender mejor cómo evolucionó nuestro sistema e identificar las amenazas de los asteroides.
«Más que nunca, necesitamos mirar más hacia el universo para ampliar nuestra comprensión de la física fundamental» dijo Kathy Turner, directora del Programa Frontera Cósmica del DOE. «Con la cámara LSSD en su núcleo, el laboratorio de Rubin explorará el universo más profundamente que nunca y ayudará a responder algunas de las preguntas más difíciles e importantes de la física actual».
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