今年6月23日,位於智利北部的薇拉.魯賓天文台(Vera C. Rubin Observatory)發布了採用史上最大天文數碼相機拍攝到的首批天文影像,以前所未有的清晰度展示遙遠的天體。
這些影像是薇拉.魯賓天文台經過大約10小時觀察彙編而成的,僅在該時段內,從影像中便發現了2,104顆新的小行星和7個靠近地球的太空物體,足以作為該天文台今後工作的預覽。
在首批發布的圖像中,包括一張耗時超過7小時拍攝「恆星搖籃圖」,由678張照片合成,捕捉了距地球4千至5千光年外「三裂星雲」(Trifid Nebula)與「瀉湖星雲」(Lagoon Nebula)交織的壯麗場景。
薇拉‧魯賓天文台位於智利廣闊的阿塔卡馬沙漠(Atacama)的帕喬恩山(Cerro Pachon)山頂,是安第斯山脈其中一個山峰,海拔2,715公尺。當地空氣乾燥,天空漆黑,非常適合天文觀測,早已設有兩座天文望遠鏡。
該天文台以發現暗物質(dark matter)存在證據的已故天文學家魯賓的名字命名,由美國國家科學基金會(National Science Foundation)和能源部(Department of Energy’s Office of Science)聯合資助,歷時20年建成。
薇拉.魯賓天文台配備了一座8.4公尺長的望遠鏡,望遠鏡內部是世界上最大的數碼相機,大小與小型汽車相若,重達3千公斤,有3,200萬像素。它由加州SLAC國家加速器實驗室製造,價值5億美元,能以前所未有的強度觀測星空。
薇拉.魯賓天文台將於今年稍後啟動其旗艦計劃「空間與時間遺產巡天」(Legacy Survey of Space and Time,簡稱LSST),預計將在未來10年內每晚拍攝數百張照片,發現數百萬顆小行星和彗星、數百萬顆超新星、170億顆銀河系恆星、200億個星系,以及其他可能從未被探測到的天體物理現象。
以下是薇拉.魯賓文台可能探究的四大謎團:
第九行星──過去十年,天文學家一直在思考一個可能徹底改寫科學教科書的謎團,即太陽系是否存在另一顆行星,與海王星一樣在黑暗中漂浮。第九行星的理論源自於海王星外一個名為「柯伊伯帶」(Kuiper belt)區的冰天體。由於有一些天體似乎在太空中沿著預期以外的軌道運行,除了太陽引力之外,可能有一顆巨大、看不見的行星,有足夠引力塑造它們的軌道。
北愛爾蘭貝爾法斯特皇后大學(Queen’s University)的天文學家梅根‧施瓦姆(Megan Schwamb)說,薇拉‧魯賓天文台上述計劃可能在開始運作頭兩年內發現這顆第九行星。
來自其他太陽系的星際訪客──過去曾有不尋常的物體飛快地穿過太陽系,其中包括在2017年10月夏威夷大學的研究人員發現的星體奧陌陌(Oumuamua),以及在2019年出現的鮑里索夫彗星(Comet Borisov)。薇拉‧魯賓天文台會提供更多資料研究這些毫無預警、行動迅速而很難捕獲的星際物體。
完成銀河系的拼圖──加拿大西方大學(Western University)天文學家保琳‧巴姆比(Pauline Barmby)形容,星系的形成過程非常混亂。她表示:「氣體不斷下沉,又不斷噴出,恆星不斷形成,亦不斷消亡,所有這些過程都發生在我們無法實際觀測到的超長時間線上。」
薇拉.魯賓天文台的觀測器能夠長期追蹤單一恆星的動態,從而揭示它起源於銀河系內部,還是從附近的星系墜落而來。天文台還有望發現更多圍繞銀河系運行的小星系。
探索暗物質和暗能量(dark energy)──薇拉‧魯賓因發現暗物質存在證據而聞名,天文台將尋找兩種完全看不見的東西的跡象:暗物質和暗能量。
芝加哥大學天文物理學家亞歷克斯‧德利卡─瓦格納(Alex Drlica-Wagner)表示,所有恆星、星系、氣體,以至所有我們能觀測到的物質,實際上只佔宇宙總物質的5%。其餘的是暗物質,一種既不發光也不吸收光的物質,佔宇宙成分的25%。
此外還有暗能量,是虛幻的實體,佔宇宙成分的70%,科學家可以利用一些超新星來追蹤宇宙的膨脹,進而追蹤暗能量在其中的作用。