Опсерваторија Вера Ц. Рубин

Опсерваторија Вера Ц. Рубин (енгл. Vera C. Rubin Observatory), раније позната као Велики синоптички телескоп (енгл. Large Synoptic Survey Telescope, LSST), је астрономска опсерваторија у Чилеу. Њен главни задатак биће астрономски преглед целокупног доступног јужног неба сваких неколико ноћи, стварајући time-lapse запис током десет година, под називом Наслеђени преглед простора и времена (такође скраћено LSST). Опсерваторија се налази на врху Ел Пењон планине Серо Пачон, која је висока , у региону Кокимбо, у северном Чилеу, поред постојећих телескопа Gemini South и Southern Astrophysical Research Telescope. Базни објекат опсерваторије Рубин налази се на око пута од опсерваторије, у граду Ла Серена. Опсерваторија је названа по Вери Рубин, америчкој астрономки која је била пионир у открићима о брзини ротације галаксија. То је заједничка иницијатива америчке Националне научне фондације (NSF) и Канцеларије за науку америчког Министарства енергетике, а њоме заједнички управљају NSF-ов NOIRLab и SLAC Национална акцелераторска лабораторија.

У опсерваторији Рубин налази се Симонијев телескоп за преглед неба (енгл. Simonyi Survey Telescope), рефлекторски телескоп широког поља са примарним огледалом од 8,4 метра који може фотографисати цело доступно небо сваких неколико ноћи. Телескоп користи варијанту анастигмата са три огледала, што омогућава компактном телескопу да пружи оштре слике преко веома широког видног поља пречника 3,5 степени. Слике се бележе камером са 3,2-гигапикселним CCD уређајем, највећом дигиталном камером икада направљеном.

Опсерваторија Рубин је предложена 2001. године као LSST, а изградња огледала је почела (приватним средствима) 2007. године. LSST је тада постао највише рангиран велики земаљски пројекат у Астрофизичком декадном прегледу 2010. године, а пројекат је званично почео са изградњом 1. августа 2014. године, када је америчка Национална научна фондација (NSF) одобрила део буџета за изградњу за фискалну 2014. годину (27,5 милиона долара). Финансирање долази од NSF-а, америчког Министарства енергетике и приватних средстава прикупљених од стране посвећене међународне непрофитне организације, LSST Discovery Alliance. Операције су под управом Удружење универзитета за истраживање у астрономији (AURA)., Rubin Observatory, accessed 28 May 2020 Укупни трошкови изградње очекивани су на око 680 милиона долара.... Изградња на локацији почела је 14. априла 2015. године церемонијалним полагањем камена темељца. Прва посматрања неба са инжењерском камером догодила су се 24. октобра 2024. године, док су слике првог светла система објављене 23. јуна 2025. године. Почетак пуних операција прегледа неба планиран је за касније у 2025. години, због кашњења у распореду изазваних пандемијом COVID-а. Планирано је да подаци постану потпуно јавни након две године.

Име thumb|upright=1.5|Опсерваторија Вера Ц. Рубин у Чилеу и Млечни пут

Телескоп је првобитно назван „Велики синоптички телескоп“ (Large Synoptic Survey Telescope), где реч synoptic — изведена из грчких речи σύν (syn 'заједно') и ὄψις (opsis 'поглед') — описује посматрања која дају широк поглед на тему. У јуну 2019. године, преименовање опсерваторије из Велики синоптички телескоп (LSST) у Опсерваторија Вера Ц. Рубин покренуле су америчка представница Еди Бернис Џонсон и резидентни комесар Порторика Џенифер Гонзалез-Колон. Преименовање је озакоњено у САД 20. децембра 2019. године, и објављено на зимском састанку Америчког астрономског друштва 2020. године. Опсерваторија је названа по Вери Ц. Рубин. Име одаје почаст Рубиновој и наслеђу њених колега у истраживању природе тамне материје мапирањем и каталогизацијом милијарди галаксија кроз простор и време.

Сам телескоп носи назив Симонијев телескоп за преглед неба, по приватним донаторима Чарлсу и Лиси Симони.

Акроним LSST је задржан да се односи на преглед који ће опсерваторија вршити као „Наслеђени преглед простора и времена“ (Legacy Survey of Space and Time), док се камера за преглед назива „LSST камера“.

Историја Опсерваторија Рубин је наследник традиције прегледа неба. Ови прегледи су почели као визуелно састављени каталози у 18. веку, као што је Месјеов каталог. Ово је замењено фотографским прегледима, почевши од 1885. године са Харвардском колекцијом плоча, Прегледом неба Националног географског друштва и опсерваторије Паломар и другима. Око 2000. године, први дигитални прегледи, као што је Слоанов дигитални небески преглед (SDSS), почели су да замењују фотографске плоче ранијих прегледа.... Опсерваторија Рубин је еволуирала из ранијег концепта Телескопа за тамну материју, који се помиње још 1996. године. Пети декадни извештај, Астрономија и астрофизика у новом миленијуму, објављен је 2001. године и препоручио је „Велики синоптички телескоп“ као велику иницијативу. Чак и у овој раној фази, основни дизајн и циљеви су били постављени: Велики синоптички телескоп (LSST) је оптички телескоп класе 6,5 метара дизајниран да сваке недеље прегледа видљиво небо до много слабијег нивоа од оног који постижу постојећи прегледи. Каталогизоваће 90 процената објеката близу Земље већих од 300 метара и проценити претњу коју они представљају за живот на Земљи. Пронаћи ће око 10.000 примитивних објеката у Којперовом појасу, који садржи фосилни запис о формирању Сунчевог система. Такође ће допринети проучавању структуре универзума посматрањем хиљада супернова, како оближњих тако и на великом црвеном помаку, и мерењем дистрибуције тамне материје кроз гравитационо сочиво. Сви подаци ће бити доступни преко Националне виртуелне опсерваторије, пружајући приступ астрономима и јавности веома дубоким сликама променљивог ноћног неба.

Рани развој је финансиран из више малих донација, са великим доприносима у јануару 2008. године од софтверских милијардера Чарлса и Лисе Симони и Била Гејтса, у износу од 20 милиона и 10 милиона долара, респективно. 7,5 милиона долара је укључено у предлог буџета NSF-а за фискалну 2013. годину. Америчко Министарство енергетике финансирало је изградњу компоненте дигиталне камере од стране SLAC-а, као део своје мисије разумевања тамне енергије./

Финансирање NSF-а за остатак изградње одобрено је 1. августа 2014. године. Водеће организације су: SLAC Национална акцелераторска лабораторија за дизајн и изградњу LSST камере National Optical Astronomy Observatory за обезбеђивање телескопа и тима на локацији National Center for Supercomputing Applications за изградњу и тестирање архиве и центра за приступ подацима Удружење универзитета за истраживање у астрономији за надзор над изградњом

У мају 2018. године, амерички Конгрес је изненађујуће одобрио много више средстава него што је телескоп тражио, у нади да ће убрзати изградњу и рад. Управа телескопа је била захвална, али несигурна да ли ће то помоћи, јер у касној фази изградње нису били ограничени новцем. thumb|Прва објављена слика са опсерваторије Рубин, маглине Тролисна и Лагуна Први фотони које је комплетан инструмент забележио детектовани су 15. априла 2025. године, појављујући се као прстенови пре него што је инструмент подешен да их фокусира као тачке. Слике са првог светла комплетног телескопа и камере објављене су 23. јуна 2025. године. Прве најавне слике биле су композитна слика маглина Тролисна и Лагуна и исечци из широкоугаоног погледа на многе галаксије у јату Девица. Слика јата Девица направљена је почетком маја током четири ноћи. Ране слике показале су преко 2000 нових астероида. Заједничка гледања објаве слика одржана су на шест континената, јер су људи из 28 земаља били укључени у пуштање инструмента у рад.

Преглед Дизајн Симонијевог телескопа за преглед неба јединствен је међу великим телескопима (са примарним огледалима класе 8 метара) по томе што има веома широко видно поље: пречник од 3,5 степени, или 9,6 квадратних степени. За поређење, и Сунце и Месец, гледано са Земље, имају пречник од 0,5 степени, или 0,2 квадратна степена. У комбинацији са великим отвором (и тиме способношћу прикупљања светлости), ово ће му дати спектакуларно велики етенду од 319 m²⋅degree². Ово је више од три пута већи етенду од постојећих телескопа са највећим видним пољем, телескопа Субару са његовом Hyper Suprime камером и Pan-STARRS-а, и више од реда величине боље од већине великих телескопа.

Оптика thumb|upright=2|Оптика телескопа опсерваторије Рубин

Најранији рефлекторски телескопи користили су сферна огледала која, иако су лака за израду и тестирање, пате од сферне аберације; била је потребна дуга жижна даљина да би се сферна аберација смањила на подношљив ниво. Израда примарног огледала у облику параболе уклања сферну аберацију на оси, али је видно поље тада ограничено комом ван осе. Такав параболични примар, са фокусом у примарном или Касегреновом фокусу, био је најчешћи оптички дизајн све до Хејловог телескопа 1949. године. Након тога, телескопи су углавном користили Ричи-Кретјен дизајн, користећи два хиперболична огледала за уклањање и сферне аберације и коме, што је давало шире корисно видно поље ограничено само астигматизмом и аберацијама вишег реда. Већина великих телескопа од Хејловог користи овај дизајн — телескопи Хабл и Кек су, на пример, Ричи-Кретјен. Опсерваторија Рубин уместо тога користи анастигмат са три огледала да би поништила астигматизам употребом три несферична огледала. Резултат су оштре слике преко широког видног поља, али на уштрб одређене моћи прикупљања светлости због великог терцијарног огледала које заклања део оптичког пута.

Примарно огледало телескопа (М1) има пречник , секундарно огледало (М2) има пречник , а терцијарно огледало (М3), унутар прстенастог примара, има пречник . Очекује се да ће секундарно огледало бити највеће конвексно огледало у било ком оперативном телескопу, све док га не надмаши секундарно огледало од 4,2 метра Изузетно великог телескопа око 2028. године. Друго и треће огледало смањују површину прикупљања светлости примарног огледала на , што је еквивалентно телескопу пречника . Множењем овога са видним пољем добија се étendue од 336 m²⋅degree²; стварна вредност је смањена вињетирањем. Примарно и терцијарно огледало (М1 и М3) дизајнирани су као један комад стакла, „монолит М1М3“. Постављање два огледала на истом месту минимизира укупну дужину телескопа, олакшавајући брзо преоријентисање. Израда од истог комада стакла резултира чвршћом структуром од два одвојена огледала, што доприноси брзом смиривању након кретања.

thumb|Сочиво Л1 за опсерваторију, 2018. Оптика укључује три коректорска сочива за смањење аберација. Ова сочива, као и филтери телескопа, уграђени су у склоп камере. Прво сочиво, пречника 1,55 м, највеће је сочиво икада направљено, а треће сочиво формира вакуумски прозор испред фокалне равни.

За разлику од многих телескопа, Опсерваторија Рубин не покушава да компензује дисперзију у атмосфери. Таква корекција, која захтева поновно подешавање додатног елемента у оптичком склопу, била би веома тешка за постизање у року од 5 секунди дозвољених између усмеравања, а поред тога представља и технички изазов због изузетно кратке жижне даљине. Као резултат тога, опсези краћих таласних дужина даље од зенита имаће нешто смањен квалитет слике.

Сензори таласног фронта Телескоп Симони користи систем активне оптике, са сензорима таласног фронта на угловима камере, како би огледала била прецизно обликована и у фокусу. Видно поље је превелико да би се користила адаптивна оптика за корекцију атмосферског seeing-а. Процес се одвија у три фазе:

Мерења ласерским трагачем се користе да би се осигурало да су компоненте центриране и близу предвиђених положаја. Корекције отворене петље се примењују за исправљање интринзичних аберација огледала, савијања компоненти у зависности од елевације и температуре, као и избора филтера. Мерења фокуса и облика се врше током нормалног рада помоћу сензора на угловима видног поља и користе се за корекцију оптике.

thumb|upright=1.8|Дијаграм сензора активне оптике за телескоп Вера Рубин