电荷耦合器件（CCD）

一个世纪以来，天文学家用照相干板捕捉星光——那是涂有感光化学药剂的玻璃片。然后在 1970 年代，一块小小的硅芯片改变了一切。电荷耦合器件，即 CCD，正是后来进入数码相机的那种电子光传感器，它把天文学从暗房的手艺，变成了一门精确、可计数的科学。

CCD 是在硅片上蚀刻出的、由数百万个微小感光单元（像素）组成的网格。当一个光子击中某个像素，它会撞出一个电子，像素便把这个电子作为一包电荷储存起来。曝光期间，每个像素安静地按落在其上的光量成比例累积电荷。曝光后，芯片把电荷在像素间"耦合"传递，逐行移送到一个输出端，在那里被计数，转换成每个像素的一个数值——由此构建出一幅数字图像，其亮度值可被精确测量。

CCD 之所以革新了天文学，是因为它远比胶片高效。一张优质照相干板只能探测到击中它的光子的百分之几；CCD 却能探测到 80% 至 90% 甚至更高，因此同一台望远镜能用少得多的时间触及暗得多的天体。CCD 还是线性的——光增一倍，信号也增一倍——这使精确测光成为可能。如今它有了 CMOS 传感器这一对手，但 CCD 仍是现代观测天文学背后的主力探测器。