從1609年伽利略用望遠鏡望向星空開始，光學望遠鏡極大地拓展了人類探索宇宙的視野。400多年來，光學望遠鏡發(fā)生了翻天覆地的變化，而我們也將在2025年見證一個光學望遠鏡新時代的到來：一座即將開始正式運行的天文臺所使用的望遠鏡搭載了有史以來最強大的數(shù)碼相機，將捕獲比歷史上所有光學望遠鏡加起來還要多的信息。

從遙遠的恒星和星系到呼嘯穿過太陽系的小行星，這座以著名天文學家、暗物質研究先驅薇拉·魯賓（Vera Rubin）的名字命名的天文臺將在未來10年內打開一個我們未曾窺見的宇宙。

▲薇拉·魯賓天文臺

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驚艷首秀

2025年6月23日，備受期待的薇拉·魯賓天文臺（Vera C. Rubin Observatory，以下稱“魯賓天文臺”）發(fā)布了首批觀測圖像。在10個小時的測試觀測中，魯賓天文臺就顯示出了史無前例的強大觀測能力。它捕捉到數(shù)百萬個星系、銀河系中的數(shù)百萬顆恒星以及太陽系內的2104顆前所未見的小行星，其中包括7顆不會構成威脅的近地小行星。相比之下，目前天文學家每年會發(fā)現(xiàn)約2萬顆新的小行星，魯賓天文臺在短暫的測試時間里發(fā)現(xiàn)的小行星數(shù)量就達到了前者的十分之一。

▲魯賓天文臺在7小時的觀測時間里拍攝的678張照片合成為這張照片，圖中展示了礁湖星云和三葉星云

▲魯賓天文臺拍攝的室女座星系團

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史上最強

智利的塞羅帕雄山（Cerro Pachon）海拔2700米，擁有極度干燥的空氣和極度黑暗的夜晚，是世界上最適合進行天文觀測的地點之一，此前已有歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡（Very Large Telescope）等光學望遠鏡坐落在那里，而魯賓天文臺也選址于此。

▲魯賓天文臺位置示意圖

魯賓天文臺由美國國家科學基金會和美國能源部共同運營，耗資8.1億美元。天文臺的核心裝備是口徑8.4米的西蒙尼巡天望遠鏡，配備有史以來最強大的數(shù)碼相機——“時空遺珍巡天”（LSST）相機，像素高達32億。相機拍攝的每張照片能夠覆蓋天空中45個滿月的區(qū)域，每晚可以拍攝大約1000張南半球夜空的圖像，用3到4個夜晚就能覆蓋可見的南半球星空。

▲薇拉·魯賓天文臺

從2025年下半年開始，魯賓天文臺將開啟為期10年的觀測。在此期間，它將對200億個星系進行觀測，積累約500PB的數(shù)據量。這些數(shù)據將幫助天文學家對暗物質和暗能量、星系、小行星等多個領域進行深入研究。例如，通過繪制宇宙中的星系地圖來追蹤暗物質的蹤跡，從而有望揭開暗物質的神秘面紗，同時揭示推動宇宙加速膨脹的暗能量的真實面目。

▲魯賓天文臺的研究領域包括銀河系的結構和形成、暗物質與暗能量、太陽系內的小天體以及超新星爆發(fā)等。

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暗物質先驅

1928年，薇拉·魯賓出生于美國費城。她先后在瓦薩學院、康奈爾大學和喬治城大學學習，獲得了學士、碩士和博士學位。在康奈爾大學學習期間，她在瑪莎·卡彭特（Martha Stahr Carpenter）的課上對星系動力學產生了興趣，這后來成為她整個職業(yè)生涯的研究方向。而在喬治城大學，她的導師是宇宙大爆炸理論的創(chuàng)始人喬治·伽莫夫（George Gamow）。

▲1965年，薇拉·魯賓在洛威爾天文臺檢查觀測設備

20世紀60年代末70年代初，魯賓通過對星系動力學的研究發(fā)現(xiàn)了暗物質存在的證據，從而掀起了一場天文學革命。根據目前的觀測，宇宙中可見的普通物質只占大約5%，另外有25%左右的暗物質和70%左右的暗能量。

魯賓的發(fā)現(xiàn)徹底改變了我們對宇宙的認識，如果沒有暗物質的束縛，銀河系也許早已分崩離析，一顆普通行星上也不會誕生可以仰望星空的人類。

2016年12月25日，魯賓逝世于美國新澤西州普林斯頓，享年88歲。她曾經說過：“在我的生命里，沒有什么事情能和每晚注視夜空一樣有趣。”現(xiàn)在，一座以她命名的天文臺將在未來10年的每個夜晚里注視夜空，繼續(xù)她未竟的事業(yè)。