地球新一代巨型望远镜发布首批影像

在智利安第斯山脉高高的山麓上，一台新的颠覆性空间望远镜刚刚拍下它的首批宇宙照片，结果蔚为壮观。

6月23日，薇拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)发布了首批测试图像，令广大天文学家激动非常。从剧烈的天体碰撞到遥不可及的星云，这些图像以前所未有的精细程度展现了宇宙的面貌。

斯坦福大学银河考古学家克里斯蒂安·阿甘泽(Christian Aganze)将借助该天文台的数据研究银河如何形成和演化，他表示：“它真是一台了不起的仪器。它的观测深度与宽广视场让我们能拍摄到恒星的绝佳图像，较为黯淡的那些也拍得尤其好。我们如今真正在步入一个崭新的时代。”

薇拉·鲁宾天文台有几个关键组成部分：连接着全球最大、分辨率最高的数码摄像机的巨型望远镜——西蒙尼巡天望远镜(Simonyi Survey Telescope)，以及搭配大到令人难以置信的3200兆像素摄像机的8.4米口径主镜——它以无可匹敌的速度与精度，反复拍摄广袤深空的30秒曝光图。每张照片覆盖的天幅之大，足以装下40个满月。

拍摄于2025年5月30日夜晚的薇拉·鲁宾天文台西蒙尼巡天望远镜。这台望远镜连接着3200兆像素的大型摄像机。｜摄影：TOMÁS MUNITA, NATIONAL GEOGRAPHIC

未来十年，这座天文台每三晚都将完成一幅全新的南半球整片可见天空超高清星图。以这般广阔的覆盖范围，科学家希望可以创造一部更添新笔且细节详尽的“电影”，并通过它观测宇宙如何随时间变化。

“现在我们能如此快速、频繁地拍摄夜空图像，因此事实上每晚都将发现上百万个不同的天体。将这些图像组合到一起，我们还可以看到那些极为昏暗的星系与恒星，包括数十亿光年外的星系。”鲁宾天文台大口径全天巡视望远镜(LSST)相机的项目负责人、天文台建设副台长亚伦·鲁德曼(Aaron Roodman)在六月初的发布会上说。

“鲁宾天文台开始拍摄工作是个非常激动人心的消息。它令我们可以探索银河中的星系与恒星，以及太阳系的各种天体，而这些都将以全新的方式实现。”

目之所及最遥远的星系

鲁宾天文台经过专门设计的数码相机所拍摄的第一组图以惊艳的细节展露了宇宙的真容。研究人员将长达七小时的观察结果组合成一张图，反映了礁湖星云和三叶星云发出的古老光芒。这些巨大的星云由星际气体与尘埃组成，与地球分别相距4350光年和4000光年。

另外两张相片展现了望远镜视野中的室女系星团——它由近2000个椭圆星系与旋涡星系混合而成。我们邻居中的明亮恒星在被引力聚集而成的恒星、气体与尘埃的庞大体系中闪烁。背景中分散着针刺般的小点，每一个都代表着一个遥远的星系。

鲁宾天文台拍摄的室女系星团相片中还出现了一片混乱的并合星系，这是星系演化的一个阶段。

“室女系星团的照片令人震撼不已，”阿甘泽说，“从宏大的并合星系到单个星系悬臂结构的细节，从背景中更为遥远的诸多星系到前景中的银河系恒星，全都呈现在同一画面中，其细节层次空间绝后。”

鲁德曼补充说，鲁宾天文台的首批公开影像“仅仅展现了鲁宾天文台探索潜能的冰山一角。”

未来十年，鲁宾天文台每天将拍摄数以百万计的天体，换算下来每秒拍摄100个以上。首批图像就包括近1000万个星系，这一数字还在继续增加。据估计，它最终能发现大约170亿个恒星和200亿个星系，都是我们迄今从未见过的。

寻找暗物质

整个项目的概念大约形成于三十年前，目标是为了用最先进的仪器最大程度研究尚未解决的问题。工程从2014年起在智利帕琼山(Cerro Pachón)开始建设，选址在海拔2635米处。

项目最初的名称是“大口径全天巡视望远镜”(Large Synoptic Survey Telescope)。2019年，为纪念暗物质观测证据的首位提供者——美国天文学家薇拉·C. 鲁宾(Vera C. Rubin)而更名。

到2025年晚些时候该天文台开始正式投入科学运行时，它的仪器将不断产出海量天文学数据，相应工作量将远远超过人工处理的极限。(每晚，天文台将产出大约二十太字节的数据。)因此，计算机算法将筛选这些庞大的数据，帮助研究人员标注划定天空区域一定时间内的任何规律和罕见事件。研究人员邀请公众也一道加入，通过下载SkyViewer应用程序，我们也能透过鲁宾望远镜的镜头探索宇宙。

天文学家期待，LSST望远镜的高质量观察结果能帮助我们绘制宇宙的结构、找到太阳系中的彗星和有潜在危害性的小行星，并探测远距离星系里的恒星爆炸及黑洞。

研究者已经在预观测数据中找到了2104个此前从未见过的太阳系小行星，其中7个与地球的距离之近已足以引起警惕，不过它们都不会对我们的星球造成威胁。(对照来看，其他所有天文台加在一起，每年能发现大约两万个小行星。)

鲁宾天文台还将考察引力波事件(即宇宙中某些最强烈的能量运动所引起的宇宙涟漪)的光学对应体。天文学家希望，通过研究此类事件，我们将揭秘塑造宇宙的不可见力，例如暗物质和暗能量。

“鲁宾天文台的首批图像真正展示了研究人员艰苦投入的成果，过去十年，整个团队钻山塞海、细致入微，从天文台设计与系统仿真，到组装调试和标定优化天文台、望远镜、相机及数据管道等每一个部分，每个环节都凝聚了极致的严谨。”鲁宾天文台副台长、望远镜及场地科学家桑德琳·托马斯(Sandrine Thomas)在六月发布会上说。

“能与如此有天赋又专注奉献的国际团队共事，我深感荣幸，”托马斯补充道，“这是一段非常令人难忘的经历。”