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世界上最大的数码相机准备调查黑暗的宇宙

宇宙探索 2026-03-07 菜科探索 +
简介:LSST相机在运往智利的维拉·C·鲁宾天文台之前进行了检查。

(图片来源:uux.cn/SLAC)(神秘的地球uux.cn)据美国太空网

【菜科解读】

(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):维拉·C·鲁宾天文台将很快开始为期十年的空间和时间遗产调查,即LSST,对南半球的整个天空进行数千次监测。

如此巨大的任务需要一台同等大小的相机。

幸运的是,SLAC国家加速器实验室正在提供这一点。

SLAC的科学家和工程师已经正式完成了LSST相机,这是有史以来最大的数码相机,用于鲁宾开创性的10年调查。

3200万像素的LSST相机有一辆紧凑型汽车那么大,重达3公吨,大约是一头雄性非洲丛林象的一半重量。

LSST的宽视场视图将试图解开围绕暗能量的挥之不去的谜团,暗能量约占我们宇宙物质能量含量的70%,并导致宇宙加速膨胀。

LSST还将研究暗物质,这种神秘物质尽管我们看不见,但仍占宇宙中所有物质的85%左右,并回答其他天文问题,因为它创造了鲁宾天文台建设主任泽尔伊科·伊维齐奇所描述的“有史以来最伟大的电影和有史以来信息最丰富的夜空地图”

SLAC教授、鲁宾天文台副主任兼相机项目负责人Aaron Roodman告诉Space.com:“LSST相机和鲁宾收集的数据将是真正具有开创性的。

它将使我们能够对宇宙膨胀和暗能量进行真正深入的研究。

”。

“我们不会观察单个物体。

我们将从智利的山顶位置观察夜空中的一切。

维拉·C·鲁宾山顶设施的渲染图(图片来源:uux.cn/鲁宾天文台/NSF/AURA)

一次又一次地看到全局

来自强大望远镜的图像通常可以呈现出独特的“外观”,从而使它们能够区分开来。

例如,詹姆斯·韦伯太空望远镜图像中的明亮物体呈现出独特的“衍射尖峰”,这使得这些图像的起源显而易见。

那么,LSST相机和鲁宾生成的图像有什么不同之处呢?

Roodman说:“事实上,这是一个很好的问题,因为我们的图像会非常不同。

”。

“你将无法从JWST这样的太空望远镜中清晰地看到单个星系,但你能看到的是很多天空。

“因此,我们的图像令人惊讶的是,它们有多大,覆盖了天空的多少领土,以及它们将包含多少恒星和星系。

然而,如此巨大的尺寸并不意味着LSST相机在细节方面会显得懒散。

Roodman补充道:“它的图像非常详细,可以分辨出大约15英里外的高尔夫球,同时覆盖比满月宽7倍的天空。

”。

完成的LSST相机,一个执行大型任务的大型仪器(图片来源:uux.cn/Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC国家加速器实验室)

LSST调查的主要优势之一是它可以反复观察同一片天空。

这将使科学家能够准确地监测该地区在10年内发生的任何变化。

这意味着有人将观察超新星等瞬态事件的增亮和消退,观察由经过的物质(包括暗物质)的引力引起的来自遥远来源的光的曲率,并跟踪空间结构在推开遥远星系时的膨胀。

事实上,由于暗能量的影响,这些星系将越来越快地消失。

“这是我对鲁宾和LSST调查的主要兴趣,研究宇宙膨胀和暗能量,”Roodman说。

“暗能量只是我们对一种我们还不完全了解的现象的称呼,但我们现在掌握的数据并不像我们能从鲁宾那里学到的那样精确。

然而,在LSST相机能够帮助科学家扮演侦探的角色来调查暗能量和其他宇宙奥秘之前,它必须从加利福尼亚州门洛公园的SLAC运送到安第斯山脉8900英尺(2713米)高的塞罗帕孔峰。

一旦到达那里,它将在今年晚些时候被悬挂在西蒙尼巡天望远镜的顶部。

不仅仅是LSST相机的尺寸使这一运输操作变得棘手。

该相机也非常精致,其焦平面由201个单独定制的CCD传感器组成。

这些是5微米的平面,平面度的变化不超过人类头发宽度的十分之一。

根据Roodman的说法,相比之下,一张纸的厚度在50到100微米之间。

这些传感器之间的间隙约为半毫米宽,这意味着防止它们碰撞是制造过程中的一个主要挑战,在运输过程中仍然是一个挑战。

该团队已经使用与相机重量和形状相同的“质量代理”测试了LSST相机将要走的路线。

该代理安装了加速度计,用于测试LSST相机上的应力,包括飞机前往智利时可能产生的应力。

Roodman说:“这次测试非常成功,我们做了大量的工作,你知道,以减少运输中的任何不确定性。

”。

“不过,看到它被装载到飞机上并被送往智利,可能仍然会让人感到紧张。

一旦LSST安装在它将依赖的位置系统中,例如将其图像传感器冷却到-148华氏度(-100摄氏度)的单元,它将被设置并运行。

Roodman说:“然后我们将进行测试,以检查相机是否工作正常,以及整个望远镜是否作为一个集成系统工作。

”。

“然后我们有18周的时间开始拍照。

至于LSST相机将首先拍摄的图像,Roodman说,目标尚未选定,但他预计这将是一片天空,其中包含一个巨大的明亮星系。

他补充说,目前计划在明年春季向公众发布首批LSST图像。

研究人员总结道:“我很高兴看到第一张LSST图像。

”。

“自2011年1月我第一次加入LSST相机团队以来,我一直在从事这个项目,SLAC的项目历史可以追溯到更远的地方。

这个相机及其第一张图像的完成已经有很长一段时间了。

植物世界之:三角槭

三角槭(学名:Acer buergerianum),别名三角枫,是一种常见的观赏和生态树种,属于无患子科槭属。

它原产于东亚,在中国、日本和韩国都有分布,在我国主要生长在长江流域及以南地区。

1. 形态特征 · 树干与树冠:落叶乔木,通常高5-10米,稀达20米。

树皮呈灰褐色或暗褐色,老树有长条状浅纵裂。

树冠多为伞形或卵圆形,枝叶茂密。

· 叶片:名字源于其标志性的叶子。

叶片对生,呈纸质,通常浅3裂,有时不裂或5裂。

裂片向前伸,全缘或上部有少数锯齿。

叶片基部近圆形或楔形,外形看起来像一个三角形。

叶面亮绿色,背面有白粉,秋季会变为醒目的橙黄色或红色。

· 花朵:花小,黄绿色,通常在4-5月与叶同时开放。

属于单性花,雌雄同株,组成顶生的圆锥花序。

· 果实:为典型的翅果,两个果瓣张开成锐角或近水平,形似小翅膀。

果实黄褐色,在9-10月成熟,可随风传播。

2. 生长习性 · 光照:喜光,稍耐半阴。

· 温度:喜温暖湿润气候,有一定的耐寒性,但在北方寒冷地区可能需防寒。

· 土壤:对土壤要求不严,在酸性、中性、微碱性土壤中均可生长。

喜肥沃、湿润、排水良好的土壤,也能耐一定程度的干旱和水湿。

· 生长速度:中等偏快,寿命较长。

· 根系:根系发达,主根较深,侧根水平伸展,固土能力强。

3. 主要价值 · 园林观赏:这是三角槭最核心的价值。

树形端正,叶形奇特,秋叶色彩艳丽,是优秀的庭院树、行道树和风景林树种,也常与常绿树配植,或栽于水边、山石旁。

· 盆景制作:因其叶片小、枝密、耐修剪、根系发达且萌发力强,非常适合制作盆景和盆栽。

日本枫树盆景中就有很多是三角槭。

· 生态用途:根系发达,是优良的水土保持和固岸护坡树种。

· 经济用材:木材坚韧,纹理美观,可制作小型家具、农具、乐器或用于细木工。

树皮可提取栲胶。

· 药用价值:在中医里,根或根皮(称“三角枫根”)有祛风除湿、舒筋活络的功效,常用于治疗风湿关节痛、跌打损伤等。

4. 常见品种与变种 · 台湾三角槭(Acer buergerianum var. formosanum):原产台湾,叶片稍大。

· 平翅三角槭:果实两翅展开成水平。

· 此外还有‘宫胁’、‘米斯’等栽培品种,在叶色、树形上各有特点。

5. 栽培与养护要点 · 种植:以春季萌芽前或秋季落叶后为宜。

栽植穴要施足基肥。

· 水肥:幼树期需保持土壤湿润。

成年树较耐旱。

每年冬季或早春可施有机肥,生长期追施1-2次复合肥可使秋叶更艳丽。

· 修剪:耐修剪,主要剪去枯枝、病弱枝和过密枝,以保持树形。

· 病虫害:主要病害有白粉病、褐斑病;

虫害有刺蛾、蚜虫和天牛等,需注意防治。

6. 与其他相似树的区别 · 与枫香树:枫香(Liquidambar formosana)叶片互生(三角槭是对生),果实为球形刺状聚合果(三角槭是翅果),区别明显。

· 与三角槭(美国红枫):注意不要与商业上说的“三角槭”混淆,后者常指美国红枫(Acer rubrum),它叶片通常3-5裂,秋叶鲜红,但树形和适应性与本种不同。

总的来说,三角槭是一种集观叶、生态、经济、药用价值于一身的优良乡土树种,尤其在我国南方园林中应用非常广泛。

植物世界之:田菁

下面,我们来全面地介绍一下田菁。

田菁(学名:Sesbania cannabina)是一种重要的豆科植物,因其多种用途和生态价值而在农业、生态修复和工业领域受到广泛关注。

一、基本介绍 · 中文名: 田菁 · 学名: Sesbania cannabina · 科属: 豆科 (Fabaceae) 田菁属 (Sesbania) · 形态特征: · 植株: 一年生亚灌木状草本植物,高可达2-3米。

· 茎: 茎直立,绿色,有时带紫色,枝条多。

· 叶: 羽状复叶,小叶线状长圆形,对生或近对生。

· 花: 总状花序,腋生,花冠黄色,带有紫色斑点,非常醒目。

· 果: 荚果细长,呈线柱形,成熟时变为褐色,内含多数种子。

· 种子: 种子圆柱状,呈黄褐色或暗绿色。

二、主要价值与用途 田菁是一种“宝藏植物”,其价值主要体现在以下几个方面: 1. 农业价值(最重要的用途) · 绿肥作物: · 固氮能力强: 作为豆科植物,田菁的根系与根瘤菌共生,能将空气中游离的氮固定到土壤中,极大地提高土壤肥力,减少化肥使用量。

· 改良土壤: 其根系发达,能深入土壤深层,打破犁底层,改善土壤物理结构,增加土壤通透性。

· 生物量大: 生长迅速,在短时间内能产生大量的绿色体,翻压入土后能显著增加土壤有机质含量。

· 常用于水稻田的轮作、果园生草覆盖以及盐碱地和贫瘠地的改良。

· 饲料作物: · 茎叶富含蛋白质,是优质的青饲料,可用于喂养牛、羊、猪等家畜。

可以青饲、青贮或调制干草。

2. 生态价值 · 先锋植物与生态修复: · 耐盐碱: 田菁对盐碱地有很强的耐受能力,是盐碱地改良的先锋物种,能通过生物作用降低土壤盐分。

· 耐涝: 非常耐水淹,适合在低洼地、水田周边种植。

· 水土保持: 茂密的植株能有效覆盖地表,减少水土流失。

· 重金属污染修复: 研究表明,田菁对某些重金属(如镉、铅)有一定的富集能力,可用于重金属污染土壤的植物修复。

3. 工业与其他用途 · 纤维作物: 田菁的茎皮富含优质纤维,其韧皮纤维可用来制作麻绳、麻袋和造纸,被称为“田菁麻”。

· 种子胶: 田菁种子胚乳中含有多糖胶(田菁胶),可用于石油开采、造纸、纺织、食品(如冰淇淋稳定剂)和制药等行业,作为增稠剂、稳定剂和粘合剂。

· 蜜源植物: 花期长,花蜜丰富,是良好的蜜源植物。

· 薪柴: 生长快,生物量大,也可作为薪柴使用。

三、栽培与管理 · 适应性: 喜温暖湿润气候,耐旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄,适应性极强。

· 播种: 一般在春季气温稳定在15℃以上时播种。

播种前可对种子进行擦伤处理(机械破皮)或温水浸泡,以提高发芽率。

· 管理: 田菁管理粗放,病虫害较少。

因其固氮能力强,一般无需施用氮肥。

田菁绝非一种普通的野草,它是一种集肥田、养地、饲畜、固土、改良生态、提供工业原料等多种功能于一身的“多功能植物”。

在推动可持续农业、生态修复和资源综合利用方面,田菁正发挥着越来越重要的作用。

简单来说,如果您看到一片长着黄色小花的高大植物,它很可能就是默默奉献的“宝藏植物”——田菁。

世界上最大的数码相机准备调查黑暗的宇宙

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