佳能,用顶级（专业）天文望远镜观星是一种什么样的体验？
你所了解的佳能，可能是一台记录生活的相机，而你所不熟悉的佳能，居然还能记录宇宙？实际上，佳能通过尖端CMOS的研发支持，让一台40年前建造的天文望远镜再次睁开眼睛，以动态视频的方式观察宇宙——这也是与以往不同的一种全新方式。用天文望远镜拍视频的方式观测天体，不知道你是否有过这种体验？
施密特天文望远镜与CMOS的相遇
1974年，一架105厘米的施密特望远镜被建造完成，其视场角宽达9度（焦点面520mm），并在东京大学木曾天文观测台对宇宙进行观测。然而，在20世纪90年代，感光度较高的CCD取代了相片底片，成为了天文摄影的主流传感器。由于传感器的落后，这台望远镜特有的广阔视角已不能很好地应用于科研活动前沿，因此逐渐淡出了人们的视野。
目前，安装在天文台的大型天文望远镜内的摄像机通常还在使用CCD作为图像传感器。然而，为了抑制CCD传感器的噪音并获得稳定的图像，需要安装一个真空冷却装置，这就会使望远镜内的摄像系统体积变大。
而东京大学天文学研究所的酒向重行副教授对佳能研发的超高感光度CMOS传感器产生了浓厚兴趣，将CMOS传感器的试用型安装在天文望远镜上进行测试，成功捕捉到了许多微弱流星的视频数据。于是，CMOS被导入这台位于木曾观测台的施密特天文望远镜，不仅让其重新焕发生机，还最终促成了能给宇宙拍视频的天文观测系统“Tomo-e Gozen”的研发。
Tomo-e Gozen（不是乱码）到底是啥？
“Tomo-e Gozen”是安装在东京大学木曾天文台这台施密特望远镜上的全新天文观测系统，是世界上首个将视频拍摄与人工智能分析相结合的天文观测系统。也许你对“Tomo-e Gozen”特别好奇，那为什么用这个奇怪的发音来命名？实际上，“Tomo-e Gozen”汉字写为“巴御前”，是日本平安时代后期（公元12世纪末）一名女战士的名字。她是当时称霸一方的名将木曾义仲的麾下，被称作日本史上最强的女性。据酒向教授介绍，之所以用“Tomo-e Gozen”给这套观测系统命名，是因为“巴御前”代表了打破常规的精神，新的天体观测系统和历史上这位女战士都有共同的特点——“史无前例”，所以就用她的名字给观测系统命名了。
为什么用了这个CMOS就能给宇宙拍视频？
佳能开发的这款CMOS传感器具有高感光度、高图像质量和加热噪声小的特点。每个像素的大小为19μm×19μm，是传统3000万像素级数码相机像素尺寸的10倍以上。增大每个像素的尺寸有助于提高光的收集效率，从而能够捕获到从天体发出的微弱光线。同时，为了在提高感光度的同时降低噪声，佳能还配套开发了降低因像素尺寸较大而产生的图像噪声的技术。
此外，与通常使用的CCD相比，由于CMOS在常温下也不需要特殊的冷却装置，新摄像系统的体积也十分紧凑。Tomo-e Gozen配备了84个这款超高感光度CMOS传感器，相当于有了84只“眼睛”，可提供约1.9亿像素的超高分辨率，可拍摄覆盖20平方度的超宽视场视频图像。20个平方度有多宽呢？——相当于84个满月所覆盖的区域。
Tomo-e Gozen系统最大的突破是能够用视频记录广阔的宇宙空间。曾经用在这台望远镜上的CCD传感器由于数据读取速度慢，无法实现用视频记录。而通过搭载佳能提供的35mm全画幅超高感光度CMOS传感器，实现了以每秒2帧的速度记录广阔宇宙，这在天文观测设备来说已经是非常高速的记录了。这也使得Tomo-e Gozen成为世界上首个支持视频记录的天文观测系统。木曾天文台也是目前世界上唯一一个可以用视频探查在不到一秒的时间内发生的宇宙现象的天文台。
Tomo-e Gozen在每晚捕获的视频量可以高达30TB，相当于1万个120分钟电影的大小（想想得看多久）。但这些宇宙视频的大数据，不需要人眼来看，将通过人工智能对数据的分析去进一步探求未知的宇宙空间。
面向未知，冲鸭！
2019年10月，Tomo-e Gozen正式投入运营。它将进行多次变换广阔的观测角度，录制整个天空的视频。这位史无前例的“战士”计划每年进行约100天的通宵拍摄，这将有助于显著提高捕捉到重要瞬变现象的概率。事实上，Tomo-e Gozen试运行期间，已经取得了发现超新星（恒星演化到晚期产生的剧烈爆炸现象）和近地小行星的成果。未来，它还将带领我们去进行前所未有的大规模宇宙空间的探索，让我们一起期待未知的到来！
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