Концепцию обсерватории имени Веры К. Рубин, ранее называвшаяся Large Synoptic Survey Telescope (LSST), официально предложили в 2001 году. Учёные захотели создать космический телескоп, способный проводить исследования глубокого неба с использованием новейших технологий. У него широкоугольный отражающий телескоп с 8,4-метровым главным зеркалом, основанным на новой трехзеркальной конструкции (Simonyi Survey Telescope), и 3,2-мегапиксельная камера для получения изображений с зарядовой связью (CCD) (LSST Camera). После завершения строительства «Рубин» проведёт 10-летний обзор южного неба, известный как Legacy Survey of Space and Time (LSST).
Хотя строительство самой обсерватории началось только в 2015 году, работы по созданию цифровых камер и основного зеркала телескопа начались гораздо раньше (в 2004 и 2007 годах соответственно). После двух десятилетий работы учёные и инженеры из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США (DOE) и их коллеги объявили о завершении создания камеры LSST — самой большой цифровой камеры из когда-либо созданных. После установки на телескоп Simonyi Survey Telescope эта камера поможет исследователям наблюдать нашу Вселенную в беспрецедентных деталях.
«Обсерватория Веры Рубин» финансируется совместно Национальным научным фондом США (NSF) и Министерством энергетики США (DOE) и управляется совместно лабораторией NOIRLab NSF и SLAC. Когда «Рубин» начнёт своё десятилетнее исследование (его начало запланировано на август 2025 года), он поможет решить некоторые из наиболее острых и актуальных вопросов в астрономии и космологии. Среди них — понимание природы тёмной материи и тёмной энергии, составление кадастра Солнечной системы, картирование Млечного Пути и исследование переходных оптических объектов неба (т.е. объектов, которые меняют своё местоположение и яркость).
Камера LSST будет способствовать этим усилиям, собирая примерно по 5 000 терабайт новых необработанных изображений и данных в год. «С завершением строительства уникальной камеры LSST в SLAC и её скорой интеграцией с остальными системами обсерватории Рубин в Чили мы скоро начнём создавать величайший фильм всех времён и самую информативную карту ночного неба из когда-либо созданных», — сказал Желько Ивезич, профессор астрономии из Вашингтонского университета и директор по строительству обсерватории Рубин в пресс-релизе NoirLab.
Камера имеет размер 1,65 x 3 метра, с линзой более 1,5 метра в поперечнике, размером примерно с небольшой внедорожник и весит почти 2800 кг. Её оптические возможности с большой апертурой и широким полем обзора позволяют захватывать свет от ближнего ультрафиолетового до ближнего инфракрасного, то есть от 0,3 до 1 мкм. Но главным достоинством камеры является её способность фиксировать беспрецедентные детали с беспрецедентным полем зрения. Это позволит обсерватории Рубин составить карту положения и измерить яркость миллиардов звёзд, галактик и переходных объектов, создав обширный каталог, который будет служить основой для исследований в течение многих лет.
По словам Кэти Тёрнер, руководителя программы Министерства энергетики США «Космический рубеж», эти изображения помогут астрономам раскрыть секреты Вселенной:
«И эти секреты становятся все более важными для раскрытия. Как никогда ранее, для расширения нашего понимания фундаментальной физики необходимо заглянуть далеко во Вселенную. С камерой LSST в основе своей, обсерватория Рубин будет углубляться в космос как никогда раньше и поможет ответить на некоторые из самых сложных и важных вопросов в физике сегодня».
В частности, астрономы с нетерпением ждут возможности использовать камеру LSST для поиска признаков слабого гравитационного линзирования. Это явление возникает, когда массивные галактики изменяют кривизну пространства-времени вокруг себя, в результате чего свет от более удалённых фоновых галактик перенаправляется и усиливается. Эта техника позволяет астрономам изучать распределение массы во Вселенной и то, как оно менялось с течением времени. Это очень важно для определения наличия и влияния Тёмной материи — загадочной и невидимой материи, составляющей 85% от общей массы Вселенной.
Кроме того, учёные хотят изучить распределение галактик и их изменение с течением времени, что позволит им выявить скопления тёмной материи и сверхновые, что может помочь улучшить наше понимание тёмной материи и тёмной энергии. В пределах нашей Солнечной системы астрономы будут использовать камеру LSST для составления более тщательного консенсуса малых объектов, включая астероиды, планетоиды и объекты, сближающиеся с Землёй (NEO), которые однажды могут приблизиться к нам на опасное расстояние. Кроме того, он составит каталог дюжины или около того межзвёздных объектов (МОС), которые ежегодно проникают в нашу Солнечную систему.
Это особенно захватывающая перспектива для учёных, которые надеются, что в ближайшем будущем будут проведены миссии по встрече этих объектов, которые позволят нам изучить их вблизи. Теперь, когда камера LSST полностью готова и прошла испытания в SLAC, она будет отправлена в Серро-Пачон в Чили (где строится обсерватория имени Веры К. Рубин) и интегрирована с телескопом Simonyi Survey Telescope в конце этого года. Боб Блюм, директор по операциям обсерватории имени Веры К. Рубин, сказал:
«Операционный отдел обсерватории Рубин очень рад тому, что строительная команда завершает этот важный этап. В сочетании с прогрессом в покрытии основного зеркала это позволяет нам уверенно и намного ближе подойти к началу Legacy Survey of Space and Time. Процесс идёт».
Создание камеры LSST стало возможным благодаря опыту и технологиям, предоставленным международными партнёрами. Среди них Брукхейвенская национальная лаборатория, которая создала цифровой массив датчиков камеры; Ливерморская национальная лаборатория имени Лоуренса и её промышленные партнёры, которые разработали и изготовили объективы; Национальный институт ядерной физики и физики частиц во Франции, который создал систему замены фильтров камеры и внёс вклад в разработку датчиков и электроники.
