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原作：Robert Lea

翻譯：張家媛

編排：鄧宇

后臺：李子琦

Vera C Rubin Observatory reveals 1st stunning images of the cosmos. Scientists are 'beyond excited about what's coming' | Space

魯賓天文臺拍攝的首張處女座星系團全圖呈現出驚人的天體多樣性——從藍至紅的明亮恒星、臨近的藍色螺旋星系，到遙遠的紅色星系團——展現了魯賓觀測數據所支持的廣泛科學研究領域。（圖片來源：RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA）

隨著“時空遺產巡天計劃”（Legacy Survey of Space and Time, LSST）的啟動，維拉·魯賓天文臺正式發布了首批圖像，標志著其為期十年的觀測任務正式開啟。

LSST 將為天文學帶來革命性變革，其核心目標之一是探索暗能量——這一推動宇宙加速膨脹的神秘力量——以及暗物質，這種占據宇宙約 85% 質量、卻幾乎不可觀測的奇異物質。

魯賓天文臺坐落于智利帕瓊山（Cerro Pachón）山頂，海拔約 1600 米（5200 英尺），每三晚就會對整個南半球夜空進行一次完整掃描。這項觀測將成為迄今為止最廣泛、最持續的南天測繪計劃，由魯賓天文臺使用 8.4 米的西蒙尼巡天望遠鏡（Simonyi Survey Telescope）和配備世界最大數碼相機——LSST 相機（LSSTCam）的系統共同完成。該相機體積堪比一輛小型汽車，是迄今為止建造的最大數字成像設備。

LSST 相機（LSSTCam）僅一張圖像所覆蓋的天區面積，相當于天空中 45 個滿月的大小。上圖是天文臺拍攝的首張處女座星系團圖像，這是一片距離地球約 5380 萬光年的巨大星系團。圖像中呈現出大量星系與恒星，構成了豐富的天體畫卷，充分展現了魯賓天文臺的觀測潛力，僅這一張圖像就包含了約一千萬個星系。

令人震撼的是，這一千萬個星系僅占魯賓天文臺在 LSST 巡天任務結束時預計觀測總數（約 200 億個星系）的 0.05%。事實上，在未來十年內，魯賓天文臺預計將采集約 400 億個天體的數據。這意味著，人類將首次觀測到數量超過地球總人口的天體。

其中，許多天體是人類前所未見、首次被拍攝記錄下來的。而對于其中已知的天體，科學家們已在下方圖像中進行了標注。

魯賓天文臺首張圖像的注釋版本，標出了部分觀測到的一千萬個星系。

（RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA）

意大利國家天體物理研究所（INAF）所長羅伯托·拉加佐尼（Roberto Ragazzoni）在一份聲明中表示：“維拉·魯賓天文臺將使我們對宇宙的觀測更加具有深度與動態性。”

“借助這臺每三天即可對南天進行一次全面掃描的 8 米級望遠鏡，我們正步入‘天文電影攝影（astro-cinematography）’的時代，開啟了一種新的探索維度——時間。在這一維度中，我們將以全新的視角研究宇宙，而這得益于先進信息技術的應用，使原本難以處理的海量數據得以分析與理解。”

只要它會動，魯賓就能看到它

魯賓天文臺最令人驚嘆的能力之一，是其可以持續觀測那些亮度隨時間發生變化的天體，進而構建出“史上最偉大的宇宙影片”。這種獨特的能力得益于魯賓的超高速巡天能力——其掃描速度約為其他同類大型望遠鏡的 10 到 100 倍。

它所觀測到的“瞬變源（transients）”將包括超過一億顆變星，這些恒星的亮度變化可能源自脈動、熱不穩定性，或是行星凌日——即行星從魯賓望遠鏡與恒星之間穿過，遮擋部分星光。

魯賓還將觀測到數百萬顆大質量恒星在生命終末發生的超新星爆發。它還將重點研究所謂的“Ia 型超新星”——這種超新星由白矮星在與伴星物質交互過程中，因物質過度累積而觸發失控的核爆炸。

Ia 型超新星因其亮度高度一致，常被稱為“標準燭光（standard candles）”，天文學家可以利用它們來測量宇宙尺度的距離。因此，魯賓也將在另一層面上推進天文學研究——為科學家提供更加豐富且精確的宇宙距離數據。

在更接近地球的空間中，魯賓通過對天體亮度變化的觀測，也將幫助天文學家更清晰地了解小行星及其他小天體繞地軌道的運動。這將為 NASA 等航天機構評估潛在威脅并開展小行星防御提供關鍵數據支持。

“只要天空中有物體發生移動或變化，魯賓天文臺就能探測到，并實時將信息分發給全球。”維拉·魯賓天文臺 LSST 探測聯盟（LSST Discovery Alliance）董事會成員 Sara（Rosaria）Bonito 表示，“這意味著我們將能夠‘現場’觀察天文瞬變現象，從而有可能實現新的、往往出乎意料的天體物理發現。”

“魯賓將為我們呈現一部真正的多彩圖像‘電影’，持續整整十年。這部電影將使我們以前所未有的方式看待宇宙：不僅僅是靜態圖像，更是動態演化的全過程。”

魯賓的力量體現在細節之中

在 6 月 23 日（周一）美東時間上午 11 點（北京時間當晚 11 點）發布主圖像前數小時，魯賓團隊提前公開了數張較小的“預覽圖像”，它們是主圖像中的局部區域。這使公眾得以一窺 LSST 相機所捕捉圖像的驚人細節。

斯坦福大學研究員、魯賓天文臺社區科學團隊成員 Andrés Alejandro Plazas Malagón 向 Space.com 表示：“這些搶先發布的圖像已經彰顯了魯賓天文臺的獨特性，它正以前所未有的方式審視宇宙，讓夜空鮮活起來！” “這些預覽圖同時也展示出圖像處理軟件的強大與精密——也就是 LSST 科學處理流程（LSST Science Pipelines），正是它將原始圖像‘凈化’并優化至如此高質量。”

下方圖像展示了右上角的三裂星云（Trifid Nebula，編號 Messier 20 或 NGC 6514），其距離地球約 9000 光年；以及位于下方的礁湖星云（Lagoon Nebula，編號 Messier 8 或 NGC 6523），其距離估計為 4000 至 6000 光年。這些區域是氣體與塵埃云正在塌縮、孕育新恒星的恒星誕生區。

這張圖像由美國國家科學基金會（NSF）和能源部（DOE）資助的維拉·魯賓天文臺在短短七個多小時內拍攝的 678 張獨立圖像合成而成。通過這種多張圖像的合成，魯賓天文臺能夠清晰展現出原本較為微弱或幾乎看不見的細節，例如由氣體和塵埃構成的三裂星云（圖右上方）和礁湖星云，這些星云距離地球數千光年之遙。（圖片來源：NSF-DOE 維拉·魯賓天文臺）

上述照片融合了魯賓天文臺在七個多小時觀測時間內拍攝的 678 張獨立圖像。通過這種合成，魯賓能夠揭示出那些單張圖像難以捕捉的微弱細節，令星云中的氣體和塵埃云層展現得細致入微。

Plazas Malagón 表示：“三裂星云-礁湖星云圖像展示了這兩個被稱為‘恒星搖籃’的星云，突出表現了其中的氣體和塵埃區域，這幅圖是由大約 678 張單獨圖像合成而成的。令人印象深刻的是，LSST 相機的大視場一次性捕捉到了整個場景！”

下方圖像展示了魯賓天文臺對處女座星系團總視野中的一小部分區域。圖中的明亮前景恒星距離較近，位于我們的銀河系內；背景中則是比處女座星系團更遙遠的眾多星系。

圖像展示了美國國家科學基金會和能源部資助的維拉·魯賓天文臺對處女座星系團整體視野中的一小部分。圖中明亮的恒星位于銀河系前景，而背景中則分布著眾多遙遠的星系。

（圖片來源：NSF-DOE 維拉·魯賓天文臺）

下方圖像呈現了魯賓天文臺對處女座星系團總體視野的另一小片區。圖像右下角清晰可見兩座顯著的螺旋星系；右上角則有三座星系正在發生碰撞與合并。

這張圖像展示了美國國家科學基金會和能源部資助的維拉·魯賓天文臺對處女座星系團整體視野的又一小片區。圖中可見兩座顯著的螺旋星系（右下方）、三座正在合并的星系（右上方）、多個遙遠星系群，以及大量銀河系內的恒星。（圖片來源：NSF-DOE 維拉·魯賓天文臺）

此外，圖像還包含多個其他遙遠星系群和豐富的銀河系恒星。這僅是其所源自整張圖像的五十分之一。

斯坦福大學研究員 Andrés Alejandro Plazas Malagón 表示：“其他預覽圖像展示了處女座星系團的一小部分，該星系團約包含 1000 個星系。基于大約 10 小時的數據，我們已看到魯賓望遠鏡捕捉最微弱天體的卓越能力，這將推動非凡的科學研究。而這些圖像僅占 LSST 相機單幅視場約 2% 的區域！”

隨著這些圖像的發布，魯賓的下一重要進展將是 LSST 正式啟動，預計將在未來數月內完成。

維拉·魯賓天文臺 LSST 探測聯盟董事會成員 Sara（Rosaria）Bonito 表示：“維拉·魯賓天文臺及其首個 LSST 項目，為新一代科研人員提供了獨一無二的機遇。它是對所有希望進入科學領域者的偉大遺產，為天體物理學帶來了革命性工具，并提供了全新的數據解析技術。”

Bonito 補充道：“利用魯賓望遠鏡可開展的天體物理研究極為多樣化：單次觀測任務就可覆蓋廣泛科學主題，既關乎銀河系，也涉及暗物質、太陽系，甚至是天空中最不可預測的現象。”

未來十年的 LSST 任務將為魯賓天文臺及整個天文學領域帶來光明的前景。

Plazas Malagón 總結道：“這些預覽圖像同樣彰顯了用于圖像降噪和處理的 LSST 科學處理流程軟件的先進性和強大功能。作為一名觀測宇宙學家，同時參與 LSST 科學處理流程和 LSST 相機特性的開發，我為即將到來的成果感到無比自豪與激動！”

若想親自探索魯賓天文臺發布的首批圖像，可訪問維拉·魯賓天文臺 SkyViewer page.。

責任編輯：陳瑋菁

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

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魯賓天文臺

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