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每当人们在深夜熟睡时，位于智利北部的薇拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory，也称大型综合巡天望远镜）开始工作，拍摄整个可见天空，生成数千张照片，记录下任何移动或改变亮度的物体。这个望远镜与其他不同——它配备世界上最大的数码相机，相机分辨率为32亿像素，相当于300部手机的像素总和，每张图像将拍摄相当于40个满月大小的天空区域。薇拉·鲁宾天文台使命简单但又野心勃勃——帮助人类发现从未见过的约170亿颗恒星和200亿个星系。但它能做的也许不只这些。“10年后，我们有可能将谈论新的科学领域、新的物体类别、新的发现奇迹。这真的是一件令人十分兴奋的事情。”鲁宾天文台的天文学推广专家克莱尔·希格斯（Clare Higgs）说道。

准备观测

当我们仰望天空时，可能会想象它是静止的——例如当我们看到猎户座或北斗七星的星星时，我们观察到的景象与祖先并无二致。当天文学家观察天空时，他们会尤其注意无数“瞬变”现象——恒星会时而明亮时而暗淡；超新星突然出现然后逐渐消亡；成千上万的物体（如小行星）因为太暗而无法用肉眼看到，但它们在天空中稳定地移动。为了专门跟踪这些可变物体，薇拉·鲁宾天文台应运而生。它于2015年开始建造，以美国天文学先驱薇拉·鲁宾（Vera Rubin）的名字命名（鲁宾主要研究星系自转速度，知名研究成果是发现了实际观察的星系转速与原先理论的预测有所出入，证实了暗物质的存在），并由私人资金资助，资助者包括亿万富翁查尔斯·西蒙尼（Charles Simonyi）和比尔·盖茨，之后此项目由美国能源部科学办公室和美国国家科学基金会接管资助。

虽然鲁宾天文台属于美国国家天文台，但它位于智利安第斯山脉。这里空气湿度低、光污染少，不会降低仪器的敏感度，可以保证望远镜在夜空拍摄出来的图像清晰可见。目前天文台处于建设最后阶段，预计将于2025年投入使用。当然，这个天文台并非如此“普通”，它配备有世界上最大的数码相机。相机镜头直径为8.5米（28英尺），分辨率为32亿像素，拥有189个传感器，重约2293千克，每15秒曝光后只需5秒即可重新定位，可以看到24公里外像高尔夫球大小的物体。由于其视野广阔且移动迅速，相机可以每三天扫描整个可见天空。它每30秒拍摄一张照片，每24小时将产生大约20TB的数据，相当于普通人观看3年Netflix或收听50年Spotify所产生的数据。

每张照片拍摄结束后，它将从天文台传输到位于美国加州的天文学总部，传输时间只需60秒。计算机算法会自动将新拍图像与之前图像比较，一旦标记出任何变化，望远镜会自动发出警报。希格斯估计，望远镜投入使用后每晚将发出大约1000万条警报，涉及太阳系天体、小行星和超新星的变化。数据每年都会发送给固定科学家；再过两年，每组数据都会向公众开放供全球科学界研究。由于这些强大功能，鲁宾天文台将在未来10年参与“时空遗产调查”计划（LSST），建立一个包含约200亿个星系图像的天文学宝库，帮助科学家揭示暗物质的本质、了解星系的形成与演变，以及推动人类对宇宙的认识。

天文革命

天文界对鲁宾天文台和其配备的世界最大数码相机感到兴奋不已。数十亿年来一直围绕太阳旋转的小型岩石天体由于反射的阳光量极少，因此一直未被发现；但有了鲁宾天文台，一切将变得大不一样。西雅图华盛顿大学的天文学家马里奥·尤里奇（Mario Jurić）认为，天文台不仅将发现大约500万颗反射光量极少的天体，还有可能发现像奥陌陌这样的物体。奥陌陌于2017年10月被初次观测发现，它以每小时95790公里的速度冲过地球，迅速向飞马座移动。它是太阳系内有史以来第一个被探测到的穿越星际的天体，起初被认为是一颗彗星，但经过长时间观测研究后，发现其不具有彗发，也不是小行星，暂时被归类为不明飞行物。“如果鲁宾天文台能够探测到这样的行星，我们将有更多时间来研究。”

麻省理工学院物理学教授戴维·凯泽（David Kaiser）表示，这台望远镜将有助于调查暗物质问题——这是宇宙最神秘的部分。“暗物质在整个宇宙中似乎无处不在，但它究竟是如何随着时间的推移而聚集起来，这个问题对于科学家来说仍难以量化。通过收集更多有关暗物质分布的数据，鲁宾天文台可以帮助天体物理学家辨别其特性。”另一方面，寻找宇宙中的第九行星也是一个长期存在的谜题。天文学界一直相信宇宙中存在“第九行星”。2016年，美国天文学家迈克尔·布朗（Michael Brown）提出论断：在太阳系的边缘，有一颗巨大的行星，比地球重10倍。他甚至表示“无法想象没有第九行星的太阳系”，然而这颗行星一直无迹可寻。加州理工学院行星科学教授康斯坦丁·巴蒂金（Konstantin Batygin）曾发表过许多关于“第九行星”的论文，他认为这架望远镜“提供了直接探测第九行星的真正机会”。即使无法直接观测到“第九行星”，对外太阳系动态结构的详细测绘，尤其是小天体的轨道分布也将为第九行星假说提供关键的检验。“薇拉·鲁宾天文台将彻底改变我们对外太阳系的理解，并有望成为游戏规则的改变者。”

总而言之，整个天文学界都在等待鲁宾天文台正式投入使用。它将解决许多问题，为无数科学项目提供数据。从近宇宙到远宇宙，从星系、星团、类星体、超新星、伽马射线到近地小行星、柯伊伯带天体（位于太阳系海王星轨道外侧），人类将再一次接近和了解太阳系。耶鲁大学天文学和物理学教授亚姆瓦达·那塔拉印（Priyamvada Natarajan）说道：“一场革命正在发生。”

新闻与图片来源：史密森尼、ABC News，部分图片来自网络

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