Ученые Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получили первые тестовые изображения с разрешением 3200 мегапикселей. Снимки сделаны самой большой в мире цифровой камерой, которую установят на обзорный телескоп строящейся в Чили Обсерватории имени Веры Рубин. Информация опубликована на официальном сайте SLAC.
Изображения настолько велики, что для отображения их в полном размере потребовалось бы 378 телевизионных экранов сверхвысокой четкости 4K, а разрешение позволяет увидеть мяч для гольфа с расстояния 25 километров. Разработчики отмечают, что разработанная в SLAC камера, сборка которой была завершена в январе, поднимет детальность астрофизических наблюдений на беспрецедентный уровень.
После установки в обсерватории камера будет снимать панорамные изображения всего южного полушария неба в течение десяти лет. Полученные данные лягут в основу крупнейшего астрономического каталога всех времен — LSST (Legacy Survey of Space and Time), который, как планируется, будет включать около двадцати миллиардов галактик.
Фокальная плоскость камеры, по словам ученых, чем-то похожа на матрицу обычной цифровой камеры, только сложнее. С помощью датчиков она улавливает свет, излучаемый или отраженный объектом, и преобразует его в электрические сигналы, которые используются для создания цифрового изображения.
Всего поверхность камеры содержит 189 отдельных ПЗС-устройств (CCD-матриц), каждый из которых обеспечивает разрешение 16 мегапикселей — примерно столько же, сколько сенсоры изображений современных цифровых камер. Наборы из девяти ПЗС-матриц и их вспомогательной электроники собраны в квадратные блоки, названные "плотами", которые, в свою очередь, собраны на сетке, удерживающей их вместе.
Новая камера уникальна во всем. Он не только содержит колоссальные 3,2 миллиарда пикселей, но и сами эти пиксели очень малы — около 10 микрон в ширину. При этом сама фокальная плоскость чрезвычайно ровная — отклонение от плоской поверхности не превышает одной десятой толщины человеческого волоса. Это позволяет камере делать четкие изображения с очень высоким разрешением.
Наконец, весь телескоп спроектирован таким образом, что датчики изображения смогут обнаруживать объекты в 100 миллионов раз тусклее, чем те, которые видны невооруженным глазом. Такая чувствительность позволит увидеть свечу за несколько тысяч километров.
"Эти характеристики просто поразительны, — говорит научный сотрудник проекта камеры LSST Стивен Ритц (Steven Ritz) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. — Они позволят реализовать амбициозную научную программу обсерватории Веры Рубин. Эти данные улучшат наши знания о том, как галактики эволюционировали с течением времени, и позволят проверить наши модели темной материи и темной энергии более глубоко и точно, чем когда-либо. Обсерватория станет прекрасным местом для широкого круга научных исследований — от детальных исследований Солнечной системы до изучения далеких объектов на краю видимой Вселенной".
Рабочая температура датчиков — минус сто градусов Цельсия, поэтому вся фокальная плоскость камеры размещена внутри криостата. В ближайшие несколько месяцев специалисты вставят криостат с фокальной плоскостью в корпус камеры и добавят линзы, включая самый большой в мире оптический объектив, затвор и систему замены фильтров для изучения ночного неба в разных цветах. К середине 2021 года камера размером с внедорожник будет готова к финальным испытаниям, прежде чем отправиться в Чили.
