维拉·鲁宾天文台公布首批震撼宇宙图像，科学家对即将展开的探索倍感振奋

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原作：Robert Lea

翻译：张家媛

编排：邓宇

后台：李子琦

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

鲁宾天文台拍摄的首张处女座星系团全图呈现出惊人的天体多样性——从蓝至红的明亮恒星、临近的蓝色螺旋星系，到遥远的红色星系团——展现了鲁宾观测数据所支持的广泛科学研究领域。（图片来源：RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA）

随着“时空遗产巡天计划”（Legacy Survey of Space and Time, LSST）的启动，维拉·鲁宾天文台正式发布了首批图像，标志着其为期十年的观测任务正式开启。

LSST 将为天文学带来革命性变革，其核心目标之一是探索暗能量——这一推动宇宙加速膨胀的神秘力量——以及暗物质，这种占据宇宙约 85% 质量、却几乎不可观测的奇异物质。

鲁宾天文台坐落于智利帕琼山（Cerro Pachón）山顶，海拔约 1600 米（5200 英尺），每三晚就会对整个南半球夜空进行一次完整扫描。这项观测将成为迄今为止最广泛、最持续的南天测绘计划，由鲁宾天文台使用 8.4 米的西蒙尼巡天望远镜（Simonyi Survey Telescope）和配备世界最大数码相机——LSST 相机（LSSTCam）的系统共同完成。该相机体积堪比一辆小型汽车，是迄今为止建造的最大数字成像设备。

LSST 相机（LSSTCam）仅一张图像所覆盖的天区面积，相当于天空中 45 个满月的大小。上图是天文台拍摄的首张处女座星系团图像，这是一片距离地球约 5380 万光年的巨大星系团。图像中呈现出大量星系与恒星，构成了丰富的天体画卷，充分展现了鲁宾天文台的观测潜力，仅这一张图像就包含了约一千万个星系。

令人震撼的是，这一千万个星系仅占鲁宾天文台在 LSST 巡天任务结束时预计观测总数（约 200 亿个星系）的 0.05%。事实上，在未来十年内，鲁宾天文台预计将采集约 400 亿个天体的数据。这意味着，人类将首次观测到数量超过地球总人口的天体。

其中，许多天体是人类前所未见、首次被拍摄记录下来的。而对于其中已知的天体，科学家们已在下方图像中进行了标注。

鲁宾天文台首张图像的注释版本，标出了部分观测到的一千万个星系。

（RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA）

意大利国家天体物理研究所（INAF）所长罗伯托·拉加佐尼（Roberto Ragazzoni）在一份声明中表示：“维拉·鲁宾天文台将使我们对宇宙的观测更加具有深度与动态性。”

“借助这台每三天即可对南天进行一次全面扫描的 8 米级望远镜，我们正步入‘天文电影摄影（astro-cinematography）’的时代，开启了一种新的探索维度——时间。在这一维度中，我们将以全新的视角研究宇宙，而这得益于先进信息技术的应用，使原本难以处理的海量数据得以分析与理解。”

只要它会动，鲁宾就能看到它

鲁宾天文台最令人惊叹的能力之一，是其可以持续观测那些亮度随时间发生变化的天体，进而构建出“史上最伟大的宇宙影片”。这种独特的能力得益于鲁宾的超高速巡天能力——其扫描速度约为其他同类大型望远镜的 10 到 100 倍。

它所观测到的“瞬变源（transients）”将包括超过一亿颗变星，这些恒星的亮度变化可能源自脉动、热不稳定性，或是行星凌日——即行星从鲁宾望远镜与恒星之间穿过，遮挡部分星光。

鲁宾还将观测到数百万颗大质量恒星在生命终末发生的超新星爆发。它还将重点研究所谓的“Ia 型超新星”——这种超新星由白矮星在与伴星物质交互过程中，因物质过度累积而触发失控的核爆炸。

Ia 型超新星因其亮度高度一致，常被称为“标准烛光（standard candles）”，天文学家可以利用它们来测量宇宙尺度的距离。因此，鲁宾也将在另一层面上推进天文学研究——为科学家提供更加丰富且精确的宇宙距离数据。

在更接近地球的空间中，鲁宾通过对天体亮度变化的观测，也将帮助天文学家更清晰地了解小行星及其他小天体绕地轨道的运动。这将为 NASA 等航天机构评估潜在威胁并开展小行星防御提供关键数据支持。

“只要天空中有物体发生移动或变化，鲁宾天文台就能探测到，并实时将信息分发给全球。”维拉·鲁宾天文台 LSST 探测联盟（LSST Discovery Alliance）董事会成员 Sara（Rosaria）Bonito 表示，“这意味着我们将能够‘现场’观察天文瞬变现象，从而有可能实现新的、往往出乎意料的天体物理发现。”

“鲁宾将为我们呈现一部真正的多彩图像‘电影’，持续整整十年。这部电影将使我们以前所未有的方式看待宇宙：不仅仅是静态图像，更是动态演化的全过程。”

鲁宾的力量体现在细节之中

在 6 月 23 日（周一）美东时间上午 11 点（北京时间当晚 11 点）发布主图像前数小时，鲁宾团队提前公开了数张较小的“预览图像”，它们是主图像中的局部区域。这使公众得以一窥 LSST 相机所捕捉图像的惊人细节。

斯坦福大学研究员、鲁宾天文台社区科学团队成员 Andrés Alejandro Plazas Malagón 向 Space.com 表示：“这些抢先发布的图像已经彰显了鲁宾天文台的独特性，它正以前所未有的方式审视宇宙，让夜空鲜活起来！” “这些预览图同时也展示出图像处理软件的强大与精密——也就是 LSST 科学处理流程（LSST Science Pipelines），正是它将原始图像‘净化’并优化至如此高质量。”

下方图像展示了右上角的三裂星云（Trifid Nebula，编号 Messier 20 或 NGC 6514），其距离地球约 9000 光年；以及位于下方的礁湖星云（Lagoon Nebula，编号 Messier 8 或 NGC 6523），其距离估计为 4000 至 6000 光年。这些区域是气体与尘埃云正在塌缩、孕育新恒星的恒星诞生区。

这张图像由美国国家科学基金会（NSF）和能源部（DOE）资助的维拉·鲁宾天文台在短短七个多小时内拍摄的 678 张独立图像合成而成。通过这种多张图像的合成，鲁宾天文台能够清晰展现出原本较为微弱或几乎看不见的细节，例如由气体和尘埃构成的三裂星云（图右上方）和礁湖星云，这些星云距离地球数千光年之遥。（图片来源：NSF-DOE 维拉·鲁宾天文台）

上述照片融合了鲁宾天文台在七个多小时观测时间内拍摄的 678 张独立图像。通过这种合成，鲁宾能够揭示出那些单张图像难以捕捉的微弱细节，令星云中的气体和尘埃云层展现得细致入微。

Plazas Malagón 表示：“三裂星云-礁湖星云图像展示了这两个被称为‘恒星摇篮’的星云，突出表现了其中的气体和尘埃区域，这幅图是由大约 678 张单独图像合成而成的。令人印象深刻的是，LSST 相机的大视场一次性捕捉到了整个场景！”

下方图像展示了鲁宾天文台对处女座星系团总视野中的一小部分区域。图中的明亮前景恒星距离较近，位于我们的银河系内；背景中则是比处女座星系团更遥远的众多星系。

图像展示了美国国家科学基金会和能源部资助的维拉·鲁宾天文台对处女座星系团整体视野中的一小部分。图中明亮的恒星位于银河系前景，而背景中则分布着众多遥远的星系。

（图片来源：NSF-DOE 维拉·鲁宾天文台）

下方图像呈现了鲁宾天文台对处女座星系团总体视野的另一小片区。图像右下角清晰可见两座显著的螺旋星系；右上角则有三座星系正在发生碰撞与合并。

这张图像展示了美国国家科学基金会和能源部资助的维拉·鲁宾天文台对处女座星系团整体视野的又一小片区。图中可见两座显著的螺旋星系（右下方）、三座正在合并的星系（右上方）、多个遥远星系群，以及大量银河系内的恒星。（图片来源：NSF-DOE 维拉·鲁宾天文台）

此外，图像还包含多个其他遥远星系群和丰富的银河系恒星。这仅是其所源自整张图像的五十分之一。

斯坦福大学研究员 Andrés Alejandro Plazas Malagón 表示：“其他预览图像展示了处女座星系团的一小部分，该星系团约包含 1000 个星系。基于大约 10 小时的数据，我们已看到鲁宾望远镜捕捉最微弱天体的卓越能力，这将推动非凡的科学研究。而这些图像仅占 LSST 相机单幅视场约 2% 的区域！”

随着这些图像的发布，鲁宾的下一重要进展将是 LSST 正式启动，预计将在未来数月内完成。

维拉·鲁宾天文台 LSST 探测联盟董事会成员 Sara（Rosaria）Bonito 表示：“维拉·鲁宾天文台及其首个 LSST 项目，为新一代科研人员提供了独一无二的机遇。它是对所有希望进入科学领域者的伟大遗产，为天体物理学带来了革命性工具，并提供了全新的数据解析技术。”

Bonito 补充道：“利用鲁宾望远镜可开展的天体物理研究极为多样化：单次观测任务就可覆盖广泛科学主题，既关乎银河系，也涉及暗物质、太阳系，甚至是天空中最不可预测的现象。”

未来十年的 LSST 任务将为鲁宾天文台及整个天文学领域带来光明的前景。

Plazas Malagón 总结道：“这些预览图像同样彰显了用于图像降噪和处理的 LSST 科学处理流程软件的先进性和强大功能。作为一名观测宇宙学家，同时参与 LSST 科学处理流程和 LSST 相机特性的开发，我为即将到来的成果感到无比自豪与激动！”

若想亲自探索鲁宾天文台发布的首批图像，可访问维拉·鲁宾天文台 SkyViewer page.。

责任编辑：陈玮菁

牧夫新媒体编辑部

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鲁宾天文台

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