الوقت المقدر للقراءة: 4 دقائق أكبر كاميرا رقمية في العالم جاهزة لاستكشاف الكون المظلم
كاميرا تلسكوب المسح الشامل الكبير LSST، بمرصد فيرا سي. روبين، بقدرة ٣٢٠٠ ميغابكسل، ستنشئ أعظم فيلم على الإطلاق، وأكثر خريطة غنى بالمعلومات عن سماء الليل تجمع حتى الآن.
أنها أكبر كاميرا رقمية في العالم لاستكشاف الكون.
سيبدأ مرصد فيرا سي روبين قريباً بمسح «إرث الزمان والمكان» الذي يمتد لعقد، راصداً السماء كلها فوق نصف الكرة الشمالي آلاف المرات من جانب إلى آخر. وتتطلب مهمة بهذه الضخامة كاميرا بقدر مكافئ لها.
ولحسن الحظ مختبر «المسرع الخطي ستانفورد» أو «سلاك» اختصاراً، موجود لتزويدنا بها. فقد أنهى العلماء والمهندسون فيه رسمياً كاميرا تلسكوب المسح الشامل الكبير. وهي أكبر كاميرا رقمية بنيت حتى الآن، من أجل المسح الرائد الممتد لعشر سنوات في مرصد روبين.
حجم الكاميرا
يبلغ حجم الكاميرا ذات الـ ٣٢٠٠ ميغا بكسل حجم سيارة صغيرة، وتزن ٣ طن متري. وهذا يبلغ نصف وزن فيل الأدغال الأفريقي. وستحاول الكاميرا ذات المجال العريض حل أحجيات معلقة حول الطاقة المظلمة، المسؤولة عن ما يقارب ٧٠٪ من محتوى الكون الطاقي المادي وتسبب تسريع توسع الكون.
كما ستستقصي الكاميرا المادة المظلمة، وهي المادة الغامضة المسؤولة عن ٨٥٪ من الأشياء الموجودة في الكون مع أنها غير مرئية لنا. بالإضافة إلى ذلك ستجيب عن أسئلة فلكية أخرى، وذلك عن طريق إنشائها أعظم فيلم في التاريخ، وأغنى خريطة بالمعلومات تجمع عن سماء الليل.
ستكون المعلومات التي ستجمعها الكاميرا والمرصد رائدة. حيث ستمكن من دراسات قاطعة عن توسع الكون والطاقة المظلمة. إذ ستسمح لنا برؤية مليارات المجرات، وما يقدر بـ ١٧ مليار من النجوم في مجرتنا، وملايين الأجسام في النظام الشمسي.
ولن ننظر إلى أجسام فردية، إنما سننظر إلى كل شيء موجودد في سماء الليل من مكاننا على قمة الجبل في تشيلي.
رؤية الصورة الكبيرة مرة تلو أخرى
يمكن للصور المأخوذة بتلسكوبات قوية أن تأخذ شكلاً مميزاً. على سبيل المثال، لصور الأجسام المضيئة من تلسكوب جيمس ويب ارتفاعات حيود مميزة، والتي تجعل من أصول هذه الصور واضحة. فإذاً ما الذي سيكون مميزاً في صور هذه الكاميرا؟
في الحقيقة ستكون الصور مختلفة جداً، فلن تكون قادراً على رؤية مجرة مفردة بدقة مثل صور تلسكوب جيمس ويب، ولكن ما ستكون قادراً على رؤيته هو الكثير من السماء.
إذا فالشيء المميز هو ضخامة هذه الصور، وكم ستغطي من مساحات عبر السماء، وكم النجوم والمجرات التي ستحويها. وهذا الحجم الهائل للصور لا يعني أن تكون صور الكاميرا غير دقيقة.
ستكون دقة صورها تجعلك تميز كرة غولف عن بعد يقارب ١٥ ميلاً تقريباً، في حين تغطي فسحة من السماء أوسع من القمر المكتمل بسبع مرات.
إحدى مزايا مسح الكاميرا الشامل هو تكرار مسح نفس البقعة من السماء مراراً وتكراراً. وهذا سيسمح للعلماء برصد دقيق لأي تغيرات تحدث في تلك البقعة خلال مدى عشر سنوات.
وهذا يعني أن شيئاً سوف يكون مراقباً أثناء الأحداث العابرة، كإضاءة وخفوت المستعرات العظمى. ومراقبة انحناءات الضوء القادم من مصادر بعيدة، التي يسببها جاذبية مادة مارة (من بينها المادة المظلمة). وتتبع توسع نسيج المكان ذاته وهو يدفع المجرات البعيدة بعيداً. إذ ستتحرك هذه المجرات أسرع فأسرع، وذلك في الحقيقة بفضل الطاقة المظلمة.
والأهم في هذا المسح هو دراسة توسع الكون والطاقة المظلمة. والطاقة المظلمة مجرد تسمية أطلقناها على ظاهرة لا نفهمها تماماً. ولكن البيانات التي لدينا الآن، لن تكون بدقة ما سنحصل عليه بوساطة الكاميرا والمرصد.
نقل الكاميرا
وقبل أن تقوم الكاميرا بكل ذلك، يجب أن تنقل من مختبر سلاك في كاليفورنيا، إلى قمة سيرو باتشون في الأنديز. وعندها سيرفع إلى أعلى تلسكوب المسح سيموني في وقت لاحق هذا العام.
وعملية النقل ليست سهلة بسبب الحجم أولاً، وبسبب دقتها وحساسيتها وحساساتها. التي يبلغ رقتها ٥ ميكرون، ولا تزيد عن واحد من عشرة من ثخانة الشعرة. وللمقارنة، تبلغ ثخانة الورقة ٥٠- ١٠٠ ميكرون.
والفراغات بين هذه الحساسات نصف ميللي متر تقريباً. ما يعني أن منع تلامسها واصطدامها كان تحدٍ كبير أثناء التصميم، وسيكون كذلك أثناء النقل.
وقد اختبر العلماء مسار الكاميرا بكتلة بديلة تكافئها من حيث الوزن والشكل. وزودت بحساسات تسارع قاست الإجهادات التي ستتعرض لها الكاميرا عند نقلها، من ضمنها تلك أثناء نقلها بالطائرة إلى تشيلي.
وكان هذا الاختبار ناجحاً، ويمكن أن يخفض أثر أي شيء غير محسوب أثناء النقل. ولكن ما يزال تحميلها ونقلها الحقيقي موتراً للأعصاب حتى تصل.
وحالما تصل ستركب، ثم تختبر إذا كانت تعمل بشكل جيد، وأن التلسكوب كله يعمل بشكل نظام متكامل. ثم ستلتقط الصور خلال فترة ١٨ أسبوعاً.
وأولى الصور التي ستلتقطها الكاميرا، لم تحدد بعد، لكن يتوقع أن تكون لمنطقة من السماء تحوي مجرة مضيئة. وستطرح في الربيع القادم.
ملخص المقال
أكبر كاميرا رقمية في العالم أصبحت جاهزة لاستكشاف الكون. وهي كاميرا تلسكوب المسح الشامل الكبير LSST، بمرصد فيرا سي. روبين، بقدرة ٣٢٠٠ ميغابكسل.
ستحاول الكاميرا ذات المجال العريض حل أحجيات معلقة حول الطاقة المظلمة، المسؤولة عن ما يقارب ٧٠٪ من محتوى الكون الطاقي المادي وتسبب تسريع توسع الكون.
كما ستستقصي الكاميرا المادة المظلمة، وهي المادة الغامضة المسؤولة عن ٨٥٪ من الأشياء الموجودة في الكون مع أنها غير مرئية لنا.
وستجيب عن أسئلة فلكية أخرى، وذلك عن طريق إنشائها أعظم فيلم في التاريخ، وأغنى خريطة بالمعلومات تجمع عن سماء الليل.