l我也有过无数次这样疯狂却可能奏效的计划，但这个计划是从抱怨开始的。2011年秋天，罗伯托·亚伯拉罕(Roberto Abraham)和彼得·范·多库姆(Pieter van Dokkum)在多伦多的一家尼泊尔餐馆里同情对方。在咖喱饭和大量的啤酒中，这对老朋友对一个他们以前讨论过很多次的问题感到惋惜。
作为观察宇宙学家，他们对星系是如何诞生和发展的分享专业兴趣。作为等级星系形成的领先理论描述了这种增长，从较长的缩放，从小到大，简单到复杂。一开始，只有几千年的大爆炸，几乎所有的质量都是暗物质 - 那个神秘的，看不见的对应于普通的，发光。但是，暗物质并没有均匀地传播在婴儿宇宙中，很快更加密度袋开始丛生在一起，在重力拉动下凝聚到大致球形的束。由于这些“暗物质晕”生长较大，更紧凑，气体聚集在核心，加油星星 - 第一个星系。多年来，星系融合并合并成更大更大的系统，最终营造出辉煌的宇宙庞然大物，如我们自己的银河系。
然而，测试这个理论并不容易。建模者不断地吐出关于星系结构和行为的预测，如果在实际宇宙中观察到，则会改进故事并给予它。但更频繁的是，像亚伯拉罕和梵克姆这样的天文学家发现他们既不能用当前望远镜的支持也不驳斥模型。“我们受挫，因为我们无法进一步推动现有技术，”耶鲁大学教授Van Dokkum说。
他们还对天文学变得如此繁琐感到沮丧:现代天文项目通常是大规模的事务，需要少量的财富、堆积如山的文书工作和足够的耐心。亚伯拉罕是多伦多大学的一名教授，他说:“你必须设想如何筹集1000万美元，组建一个团队，即使这样，你也只知道十年后事情是否会有结果。”
肯定有更好的办法。随着谈话的深入，他和范·多库姆开始思考，两位勇敢的宇宙学家是否能够独立探索。他们幻想着找到一种快速而肮脏的方法来检验等级星系形成理论。但如何?
他们最终会发现宇宙学家长期以来一直在寻找的星系周围微妙的、模糊的结构吗?
然后逐渐意外地呈现出来的答案。根据一个长期的预测，像银河系一样的大星系应该坐在覆盖碎片的碎片，半吃的晕圈和制造它们的暴力碰撞的其他残余物中。计算机模型显示这些星系包围，被小馅饼结，凸起和物质溪流。数百到数千次微弱，富有的富人的“矮人”星系周围旋转。作为亚伯拉罕已经把它，“每个星系都应该看起来像一个压扁的错误。”
不过，通过目前的望远镜观察，星系看起来是平滑的、对称的——经典的螺旋形和椭圆形。这可能表明宇宙学家关于星系演化的理论是错误的。但更有可能的是，亚伯拉罕和范·多库姆推测，传统的望远镜根本无法分辨出在星系明亮的中心之外旋转的昏暗、弥漫的碎石。
问题不是望远镜尺寸的问题。较大且较大的镜子使天文学家能够更深入地进入空间和时间，描述了来自早期宇宙的异常微弱的精确点。但是当研究人员试图调查弥漫性问题时，在大量的天空中传播，如附近的星系周围的光环，他们遇到了麻烦。镜子反射表面的微小不规则散射入射光，用鬼魂和其他模糊真实数据的伪像污染图像。
2015年是空间中最好的一年
2015年已经过去，什么才是真正突出的?除了(唉)保持着历史上最热年份的记录之外?在一大堆好消息、坏消息和令人不安的消息中，我发现值得注意的是，2015年到目前为止……阅读更多
突然间，又喝了一大口啤酒，范·多库姆意识到他可能知道摆脱困境的方法。他有一个野生动物摄影的爱好(他最近出版了一本蜻蜓的照片集)，并紧跟相机的潮流。“我听说过这些很棒的新长焦镜头，”他说。日本光学公司佳能(Canon)已经开始生产高端镜片，镜片表面涂有纳米锥的专利薄膜。佳能声称，通过使偏离相机探测器的光线偏转，锥有效地消除了散射的影响。摄影师现在可以得到清晰、逼真的图像——不再有鬼魂或闪光。
范·多库姆大声地想:如果他和亚伯拉罕在宇宙中转动这样的镜头，会发生什么?他们最终会发现宇宙学家长期以来一直在寻找的星系周围微妙的、模糊的结构吗?
有14厘米的光圈，一只佳能镜头不会透露太多：这需要数周的夜间曝光只是为了收集足够的光线来制造宇宙学家希望看到的暗淡物体。这是假设天气完美，没有技术打嗝。但如果他们添加了更多镜头怎么办？通过同时通过多个镜片成像星系，如蜻蜓的复合眼，它们可以在更短的时间内捕获较微弱的结构，同时还纠正错误。
“对我来说，整个谈话是以某种方式理论上的，”van dokkum召回。“但是鲍勃说，'你知道，为什么我们不这样做？喜欢，实际上建造它？'“
他们会称他们的创作蜻蜓。
W几个月后，亚伯拉罕和范·多库姆筹集了大约1.5万美元的研究基金，购买了一副新的佳能镜头和配套设备。2012年3月，他们把它开到魁北克的Mont-Mégantic黑暗天空保护区进行测试:纳米锥的涂层会像佳能声称的那样具有革命性吗?
在一个雪的停车场，装满了业余明星歌手，他们将镜头连接到相机，将其安装在三脚架上，并在称为M51的螺旋星系上培训了小望远镜。首次在17世纪后期观察到，M51已被强烈研究并拍摄了几个世纪。但经过两小时的曝光率，佳能的镜头捕获了一个景象，科学家们只有在之前的收集暗示：远远超出M51的明亮中央螺旋是一个不同的漫射物质。“我们很快意识到镜头真的像我们希望的那么出色，”Van Dokkum说。
它拿到了几个月的几个月来为两个镜头和其他现成部分筹集资金，以建立蜻蜓。他们用数码相机和聚焦器配对每个镜头，并将所有内容连接到Mac Mini。（为了最小化重启，每个镜头现在通过其自己的拇指驱动器大小的控制器操作，该控制器通过主计算机无线通信。）它们以保护金属缸内镜头封装在一起，然后它们在定制的安装座上螺栓固定在一起，因此all of Dragonfly’s eyes would point at the same spot in the sky. Abraham wrote software that would combine the three nearly identical snapshots into a single image.
2012年9月，他们将“蜻蜓”号运到新墨西哥州南部的一个望远镜托管站点，在那里他们可以指望大多数夜晚都是晴朗的天空。van Dokkum说:“在那个月结束之前，我们实际上用联邦快递运送了我们的设备，预订了航班，并安装好了设备。”
“每个人都知道大型漫射星系不存在。所以他们从未想过寻找他们。“
回到家乡的大学，他们可以随心所欲地通过互联网控制蜻蜓。这种安逸和自由令人兴奋。“如果我们今晚决定要观测土星，我们就能做到，”范·多库姆说。“这种创造力和灵活性(在天文学上)是非常罕见的。”
到2013年，他们已经升级了蜻蜓到八个镜头，2014年，他们发表了第一个重要发现。随着耶鲁的研究生艾莉森Merritt，他们对称为M101的大型螺旋星系，或换风螺旋星系。在它周围的领域，他们确定了七个没有人见过的矮人星系。但是当他们分析数据时，他们发现这些矮人中只有三个是轨道M101。模型预测数百。其余在哪里？
对于蜻蜓来说，许多M101的卫星可能太暗了暗淡。甚至可能有“裸体”晕，绕过根本没有明星的星系。但亚伯拉罕和van dokkum说令人愉快的矮人是奇怪的。“如果蜻蜓未能找到这些卫星[其他星系]，那么分层星系形成的理论都是完全错误的，或者有一些物理可以防止星星从形成或撕裂它们，”亚伯拉罕说。“我怀疑是后者 - 自然有令人惊讶的方式摆脱星星或从不允许他们首先形成。”
除了矮小的卫星之外，研究人员还希望看到M101周围的瓦砾。他们知道，蜻蜓，足以检测它。但望远镜揭示了什么 - 光环显着缺席。rabble激动的天文学家如何成为这种事实？“不多，”van dokkum说。“你不能根据一个对象排除一整类理论。”
M101的发现使他们开始了一项系统的调查。他们获得了一笔拨款，在三年内拍摄20到30个星系，并招募了多伦多大学的另一名研究生张杰来(Jielai Zhang)。(他们预计将在2017年公布第一批研究结果。)
与此同时，“蜻蜓”长到了10个镜头，然后是24个，很快就48个(外加两个引导镜头)。亚伯拉罕说:“在50个镜头的时候，我们实际上是世界上最大的折光望远镜。”这些升级大大加快了生成图像的时间，从几周到几小时。尽管该望远镜在技术上仍是一个原型，但它已经扩大了已知宇宙中物体的目录。
最近，例如，亚伯拉罕和van dokkum从银河系调查中休息了 - 为什么不！ - 为昏迷群集，一群拥挤的星系凝聚来自地球的300万光年。为了科学家的惊人，肖像揭示了几十个奇怪的星系，这是一个奇怪的暗淡。与银河系一样大，这些“超漫射”星系仅达到千分之一的光线。
目前的模型说，这种星系不应该存在。但是，他们在这里，在帝国，崩溃 - 快乐的昏迷群中捣乱。“他们必须通过很多暗物质举行，”Van Dokkum说。“否则他们只会很快撕裂。”
灵感来自于这一发现，石柯达，Stony Brook University，纽约的天文学家，他的同事们在夏威夷的强大斯巴鲁望远镜拍摄的档案馆拍摄的照片中享用了档案昏迷图像。使用蜻蜓数据作为指导，他们发现了数百个超漫射星系的例子，这些超漫射星系被忽视或被解雇为伪影。“每个人都知道大型漫射星系不存在，”van dokkum说。“所以他们从未想过寻找他们。”
在亚伯拉罕看来，蜻蜓是对更深层次研究的“某种探路者”。“这个小望远镜非常擅长发现这些难以探测的东西，但要真正了解它们，你需要夏威夷或太空中的一个大望远镜。”散射可能会阻止大型反射器揭示像晕和矮星系这样的漫射结构。但一旦蜻蜓号发现了它们，天文学家就可以用这些大镜子放大一个特定的物体，使他们能够更详细地研究它。
DRagonfly在业余爱好者和专业的天文学家中制作了亚伯拉罕和van dokkum小名人。他们的同龄人赞赏他们的聪明才智和早期成功。“蜻蜓是解锁弥漫宇宙中的最新突破，”澳大利亚悉尼天文学研究所主任Joss Bland-Hawthorn说。他还赞赏蜻蜓的发明者如何逃避宇宙学的官僚主义负担。“没有什么比在寻求新的东西的情况下更激动，在你手中拥有自己的命运，”他说。
哈佛大学(Harvard University)天文学家阿维·勒布(Avi Loeb)对此表示赞同。他将他的团队最近的一篇理论论文的发表归功于“蜻蜓”。2015年初，他和他的合著者开发了进化模型，预测星系团“外围”的发光气体排放。然而，根据他们的计算，这些辐射太微弱，无法用现有的望远镜观测到。由于没有方法来验证他们的预测，他们决定不值得发表。
然后，幸运将有它，他们参加了哈佛大学的一个集中资源，亚伯拉罕展出了蜻蜓的一些研究结果。“我们了解到蜻蜓可以检测我们在我们方程中预测的确切光彩，”Loeb说。他们提交了本月发表的论文。
亚伯拉罕和van dokkum还不能说大蜻蜓会得到多少或者能够看到多少。到目前为止，最多24个镜头（它们仍然完成了50透镜升级），他们已经能够挑选大约十分之一的物体，因为传统的望远镜可以清晰地解决。理论上，更多的镜头应该揭示调光器的东西。但可能有一个极限：蜻蜓镜片折射率和暗宇宙污染的存在等因素可能会在望远镜的能力上放置硬帽。
“我们是否能超过50个[镜头]还不清楚，”van Dokkum说。“这也有点取决于我们想要发展到多大。如果我们想要500个镜头，那么我们就需要一个更大的手术，它就会开始占据我们的生活。然后我们就得四处寻找一个新的有趣的项目。”
Patchen Barss是多伦多的科学记者和作家。
本文最初发表于2016年1月的“空间”问题。
