/rumfart

540 megapixelkamera skal finde tegn på mørk energi i rummet

Et af verdens største digitalkameraer er ved at blive samlet af et internationalt hold af forskere på forskningscentret Fermilab i den amerikanske stat Illinois. Hvert billede vil fylde 1GB.

Af Torben R. Simonsen, onsdag 13. jan 2010 kl. 16:01

Universets opståen og konstante udvidelse er en jagtmark for en international gruppe af forskere ved det amerikanske forskningscenter Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) uden for Chicago i den amerikanske stat Illinois.

Forskerne vil bygge et gigantisk digitalkamera, der kan fotografere de fjerneste galakser, der også er de ældste, og dermed er med til at fortælle historien om, hvordan universet så ud, da det kun var få milliarder år gammelt.

Siden universets opståen ved det såkaldte Big Bang har universet udvidet sig, hvilket betyder, at de enkelte galakser bevæger sig væk fra hinanden. Men i modsætning til hvad man skulle tro, så aftager denne udvidelse sig ikke med tiden. Tværtimod. Universet synes i stedet at accelerere udvidelsen, hvilket tilskrives mørk energi (Dark Energy), der menes at udgøre godt 70 procent af universet, men som det endnu ikke er lykkedes forskerne at få helt styr på.

Men det håber forskerne på Fermilab nu at få lavet om på med deres Dark Energy Camera.

Kameraet, der bliver på 540 megapixel, består af 74 CCD'er på hver
3x6 cm, der skal monteres på en plade med en diameter på en halv meter. Selve kameraet kommer til at fylde som en Smart-bil og koster over 175 millioner kroner.

CCD'erne på kameraet køles ned til minus 100 grader og vil opfange længere bølgelængder end der normalt kan registreres med optiske kameraer. Det gør det blandt andet muligt at spore de galakser der er længst væk, og dermed også er de ældste.

Kameraet skal sætte lidt fut i Cerro Tololo observatoriet i Chile, der til dels har måttet se sig udkonkurreret af Hubbleteleskopet.

Omfanget af fotografering ligger allerede fast. I fem år skal kameraet tage billeder af omkring 200.000 galakser. Kameraet vil tage et par hundrede billeder dagligt i optageperioden, der er 105 dage i perioden september til februar.

Hvert billede vil fylde 1GB og bliver sendt til en supercomputer på University of Illinois, Urbana- Champaign, som forskerne allerede har døbt "Moderskibet", og som vil analysere billeder og blandt andet fastlægge galaksernes lysstyrke og position på himlen, der kan giver forskerne afgørende viden om ikke kun mørk energi og udvidelsen af universet, men også ny viden om eksempelvis tyngdekraften.

Kameraet ventes på plads i Chile og klar til fotografering i 2011.



13. jan 2010 kl 17:04

avatar

Poul-Henning Kamp

Gaia er da større...

Gaia satellitten har 930 Mpixel fordelt over 106 CCD chips.

http://www.rssd.esa.int/index....atic

Poul-Henning


13. jan 2010 kl 17:08

David Christensen

Eksponeringstid..?

Jeg troede, at et deep-space-foto kræver lang eksponeringstid (det Hubble tog krævede vist 19 dages eksponering) - og da et jordbaseret teleskop roterer rundt med planeten, vil man ikke kunne holde fokus på et fast punkt på himlen i mere end max et halvt døgn..?

Eller er der noget jeg ikke har forstået?..


13. jan 2010 kl 17:18

Bent Hansen

Jeg har

da et 10.5 megapixel kamera.


13. jan 2010 kl 19:58

Jens Christensen

Re: Jeg har

Tillykke med dit fine kamera, Bent. Køb 92 mere og en god rulle gaffa, og så er vi klar til deep space-fotografering.

Hvis det ikke var dit budskab, har jeg lidt svært ved at se relevansen af dit indlæg. Du må gerne hjælpe mig med at forstå det :o)


13. jan 2010 kl 22:36

Jesper Guldberg Hansen

Re: Eksponeringstid..?

Tricket er at tage mange billeder og derefter "stacke" dem. Stjernerne/galakserne ligger fast på himmelvælvet (i den astronomiske relative korte tid billederne tages i), mens billedstøjen (fra spredt lys i kikkerten, seeing og kameraets elektronik) er tilfældig. Derved bliver signal/støj forholdet godt. Svage stjerner/galakser "vokser" ud af støjen.
Dette er en almindelig kendt teknik inden for astronomien. Således er bl.a. det seneste Hubble Ultra Deep Field (HUDF) lavet af 800 eksponeringer. Læs mere på wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/H...DF).
Fra mit eget special have jeg ca. 120 billeder af den åbne hob NGC 6791. De var taget med CCD'en roteret 0, 90, 180 og 270 grader i forhold til hobens "nord", samt centeret flyttet lidt på billedefladen. Ved at rotere billederne og stacke dem kunne jeg gå ca. 1 størrelsesklasse dybere og få fat i de "klareste" hvide dværge.


14. jan 2010 kl 07:26

avatar

Lars Kristensen

Fjerneste objekter???

CCD'erne på kameraet køles ned til minus 100 grader og vil opfange længere bølgelængder end der normalt kan registreres med optiske kameraer. Det gør det blandt andet muligt at spore de galakser der er længst væk, og dermed også er de ældste.

Hvad hvis der er galakser der er længere væk og som bedst kan observeres i mikrobølgeområdet og ikke i det infrarøde område. De objekter ville da i princippet være endnu længere væk, hvis man vel at mærke kan lave en spektraanalyse i mikrobølgeområdet på punktformige objekter og derved kan dokumentere at de er blever rødforskudt helt ned i mikrobølgeområdet.

Med venlig hilsen
Lars Kristensen


14. jan 2010 kl 08:04

Bjarke Mønnike

HM! Mørk energi ?

Det er fint at monstrummet kan finde fjerne galaxer, men hvad har det med mørk energi at gøre?


14. jan 2010 kl 09:30

Thomas Green

Re: Re: Eksponeringstid..?

Tricket er at tage mange billeder og derefter "stacke" dem

Ja, det er imponerende resultater denne simple metode kan levere. Også for mere jordnære motiver. Jeg vil næsten opfordre evt. interesserede personer i at fiksere deres kamera og tage en serie billeder af en ubevægelig nattescene hvorefter billederne hele simplet summeres og evt. skaleres ned for at få det ind i et bestemt interval for visning.
Man skal dog bemærke at som det nævnes så er meget støj tilfældig, men ikke det hele, så et kamera hvor man ikke først har lavet kallibreringsdata for den ikke-tilfældige egenstøj vil kunne give gode, men ikke perfekte, billeder.

For et jordbaseret teleskop hvor der dels er meget støj og hvor horisonten kommer i vejen, så er man vel nødt til at summere dem, men for et rumbaseret teleskop der fotograferer objekter tilstrækkeligt over eller under baneplanet, da burde man vel kunne rotere teleskopet så det fikserer på et fjernt objekt?


14. jan 2010 kl 09:34

Thomas Green

Re: Fjerneste objekter???

Hvad hvis der er galakser der er længere væk og som bedst kan observeres i mikrobølgeområdet og ikke i det infrarøde område

De der er så langt væk og er så gamle, de er ikke "de" men "det". Mikrobølgebaggrundsstrålingen er homogen fordi det der var for så lang tid siden endnu ikke havde samlet sig til noget der ville se punktformigt ud herfra.


14. jan 2010 kl 09:39

Jeppe Jønch Andersen


14. jan 2010 kl 09:41

Bjarke Mønnike

Re: Re: Fjerneste objekter???

EN GANG TIL FOR PRINS KNUD



Hvad har fjerne galaxer med mørk energi at gøre?????


14. jan 2010 kl 10:10

Thomas Green

Re: Re: Re: Fjerneste objekter???

Hvad har fjerne galaxer med mørk energi at gøre?????

Prøv at se her, Knud...
"Siden universets opståen ved det såkaldte Big Bang har universet udvidet sig, hvilket betyder, at de enkelte galakser bevæger sig væk fra hinanden. Men i modsætning til hvad man skulle tro, så aftager denne udvidelse sig ikke med tiden. Tværtimod. Universet synes i stedet at accelerere udvidelsen, hvilket tilskrives mørk energi (Dark Energy),"

Fjerne galakser er tidlige galakser. Man prøver at blive klogere på hvordan universets udvidelse evt. ændrer sig over tid og derfor skal man observere universet over tid. Da fjerne objekter er gamle objekter og nære objekter er nyere så kan man heldigvis på et punkt i tiden se et helt interval. Jo fjernere objekter, jo større interval og jo nærmere t=0 når man.


14. jan 2010 kl 10:29

Mikkel Lund

Re: Re: Eksponeringstid..?

.
Fra mit eget special have jeg ca. 120 billeder af den åbne hob NGC 6791. De var taget med CCD'en roteret 0, 90, 180 og 270 grader i forhold til hobens "nord", samt centeret flyttet lidt på billedefladen. Ved at rotere billederne og stacke dem kunne jeg gå ca. 1 størrelsesklasse dybere og få fat i de "klareste" hvide dværge.

Det lyder sku spændende. Er det noget man kan få love til a læse?
mikkelmolbjerg (snabela) gmail


14. jan 2010 kl 10:29

Berndt Barkholz

Re: Re: Re: Re: Fjerneste objekter???

Jo fjernere objekter, jo større interval og jo nærmere t=0 når man.

...og t står for tankevirksomhed ! ;o)


14. jan 2010 kl 10:36

Mikkel Lund

Re: Re: Re: Eksponeringstid..?

Tricket er at tage mange billeder og derefter "stacke" dem

Jeg vil næsten opfordre evt. interesserede personer i at fiksere deres kamera og tage en serie billeder af en ubevægelig nattescene hvorefter billederne hele simplet summeres og evt. skaleres ned for at få det ind i et bestemt interval for visning.

Alt afhænig af forstørrelsen op opjektivet og åbningstiden får man hurtigt problemer med at jorden bevæger sig og man få stjerne striber.
http://scienceblogs.com/starts....jpg
hvis man skal ud over det skal man bruge en teleskopmontering.


14. jan 2010 kl 10:39

Bjarke Mønnike

Re: Re: Re: Re: Fjerneste objekter???

....Prins Knud hvis man vil være så venlig .-)

Tak for et forsøg for at oplyse mig. Man vil altså konstatere om der er en accelerende udvidelse, der hvis den findes skulle være forårsaget af Dark matter , som er så gennemsigtig at den ikke kan ses, men som man så kan beregne størrelsen af.


14. jan 2010 kl 10:41

Thomas Green

Re: Re: Re: Re: Eksponeringstid..?

få stjerne striber.

Jeg talte om "jordnære motiver" :-)
Eksempelvis tog jeg en gang nogle billeder af haven i meget svagt månelys ved at lave en mængde kortvarige eksponeringer. Bare for at teste metoden i praksis.


14. jan 2010 kl 10:53

Thomas Green

Re: Re: Eksponeringstid..?

De var taget med CCD'en roteret 0, 90, 180 og 270 grader i forhold til hobens "nord", samt centeret flyttet lidt på billedefladen. Ved at rotere billederne og stacke

Siger du at billederne af andre årsager var optaget roteret og at du så (naturligvis) skulle rotere dem tilbage først, eller siger du at de bevidst var roteret (fysisk rotation af ccd'en i forhold til teleskopet selv) for eksempelvis at udglatte endnu en smule af den lokale ikke-tilfældige støj i teleskopet?

Blev centret flyttet på fladen for at opnå en supersampling eller hvorledes?

Kan ccd'en i teleskopet roteres og translateres relativt til teleskopet? Det vidste jeg ikke, men det lyder egentlig brugbart ved nærmere eftertanke. Så skulle man bare tro at man kunne rotere finere end i 90 graders skridt?


14. jan 2010 kl 11:45

Jesper Guldberg Hansen

Re: Re: Re: Eksponeringstid..?

Billederne blev taget på Nordisk Optisk Teleskop (NOT) (se mere på http://www.not.iac.es/). Teleskopet er monteret i en Alt/Az montering - dvs. at det drejer om en lodret og vandret aksel. Sådan er alle de store teleskopet monteret idag, men tidligere var teleskoper monteret i ækviatorial montering, dvs. at den ene aksel er/var parallel med jorden ækviatorial plan. Så skal man "kun" roterer den ene aksel. Det var lettere i "gamle dage", mens det i dag med computorstyrede teleskoper er lettere at lave en Alt/Az montering. Det kræver megt mindre fundament. Du kan læse mere på http://en.wikipedia.org/wiki/T...unt.
Mine billeder blevet taget engang i første halvdel af 90'erne (1994?) af min vejleder. Den gang var CCD teknologien stadig ny, så for at undgå dårlige pixels flyttede man (og det gør man sikkert også idag) rundt med billedefeltet, så man ikke optog den samme stjerne med den samme pixel. Derved forsvinder en evt. fejl i "stackningen" på samme måde som med støjen.
Da billederne fra CCD'en fra starten er lagret elektronisk på en harddisk (i FITS formet, som er TIFF med lidt ekstra se http://en.wikipedia.org/wiki/F...FITS) er det relativt let at rotere og flytte rundt på billedet. Husk på, at et billede/bitmap "bare" en 2-d matrice. Man skal "bare" finde stjernenes centrum, så er resten simple matematik. Desværre var billedplanet ikke helt plant, så det skulle jeg også korregere for. Alt samme noget man kan gøre i et lille program, som jeg skrev til formålet.
Mht. at roteret ccd'en finere end 90 graders skridt. Det ved jeg ikke om man kan på NOT. Det kan man sikkert, så man får det bedste billedefelt. Ved at rotere i 90 graders skridt er, at det er lettere at rotere til et fælles "nord", da det er et spørgsmål om simple matrice transaktioner.

@ Mikkel Lund
Jeg ledte fornyelig efter en elektronisk version af mit speciale uden held. Jeg prøver lige igen i weekenden. Eller må jeg scanne min papirversion.

/Jesper

PS. Detaljerne er lidt rustne, da jeg afleverede mit speciale i 1997.


14. jan 2010 kl 11:51

Thomas Green

Re: Re: Re: Re: Eksponeringstid..?

så man ikke optog den samme stjerne med den samme pixel

God pointe.
Takker for uddybningen.


14. jan 2010 kl 22:51

Jørgen Jakobsen

Tyngdekraften lyser sort

"Siden universets opståen ved det såkaldte Big Bang har universet udvidet sig, hvilket betyder, at de enkelte galakser bevæger sig væk fra hinanden. Men i modsætning til hvad man skulle tro, så aftager denne udvidelse sig ikke med tiden. Tværtimod. Universet synes i stedet at accelerere udvidelsen, hvilket tilskrives mørk energi (Dark Energy), der menes at udgøre godt 70 procent af universet, men som det endnu ikke er lykkedes forskerne at få helt styr på."

Sædfølgelig udvider universet sig, tyngdekraften ligger der ude blandt de 70 procent af universet.

Det sorte lys trykker dig ned mod jorden, og alle himmellegemer fra hinanden.

I ved jo godt at i aldrig finder den sugegenerator i midten af alle legemer, som er den officielle og latterlige forklaring på tyngdekraften.

Mvh Jørgen


17. jan 2010 kl 23:25

David Christensen

Re: Eksponeringstid..?

Jeg troede, at et deep-space-foto kræver lang eksponeringstid (det Hubble tog krævede vist 19 dages eksponering) - og da et jordbaseret teleskop roterer rundt med planeten, vil man ikke kunne holde fokus på et fast punkt på himlen i mere end max et halvt døgn..?

Eller er der noget jeg ikke har forstået?..


Hej Jesper.

Tak for et super-svar! :) Jeg har lært noget..

Mvh David
-


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.