1月14日，中科院國(guó)家天文臺(tái)北京—亞利桑那巡天(BASS)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合暗能量光譜巡天(DESI)國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)發(fā)布了有史以來最大、最詳盡的宇宙三維天圖，打破了以往星系巡天的紀(jì)錄。這意味著，科學(xué)家構(gòu)建三維宇宙又進(jìn)了一步。
2021年1月，BASS團(tuán)隊(duì)聯(lián)合DESI團(tuán)隊(duì)發(fā)布了巨幅宇宙二維天圖，覆蓋了兩萬平方度的天空，約為全天球面積的一半，容納了10萬億數(shù)碼像素，包含了20億天體，BASS團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)占其中1/3。
國(guó)家天文臺(tái)研究員鄒虎告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，二維天圖只是DESI項(xiàng)目完成目標(biāo)的第一步。“好比我們用照相機(jī)對(duì)著城市街道拍照得到一張平面的照片，只能初步判斷街道上每棟樓的大概方位，想要把這張照片升級(jí)成三維地圖，還需要對(duì)樓房與拍照者的距離進(jìn)行測(cè)量。”他說。
對(duì)于天體之間的距離測(cè)量，通過光譜觀測(cè)得到“紅移”是全球科學(xué)家公認(rèn)的技術(shù)路線。這是因?yàn)椋煳挠^測(cè)研究發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹，那些遙遠(yuǎn)的天體都在遠(yuǎn)離地球，這讓它們所發(fā)出電磁輻射的波長(zhǎng)在光譜上表現(xiàn)為譜線朝紅端移動(dòng)了一段距離。“通過觀測(cè)與距離相關(guān)的‘紅移’現(xiàn)象，可以反推得到天體的距離。”鄒虎介紹。
同時(shí)，天文學(xué)家認(rèn)為，暗能量是驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹的力量，至今還是一個(gè)謎團(tuán)。大規(guī)模星系的紅移測(cè)量不僅能夠準(zhǔn)確刻畫出宇宙物質(zhì)的三維分布，還有望精確勾勒出暗能量對(duì)宇宙膨脹的影響。
為此，以揭示暗能量本質(zhì)為目標(biāo)的DESI項(xiàng)目自2015年起在美國(guó)基特峰國(guó)家天文臺(tái)改造4米Mayall望遠(yuǎn)鏡，并在主焦面上配置大視場(chǎng)(～8平方度)、多目標(biāo)光纖(5000根)攝譜儀，以期觀測(cè)數(shù)千萬星系的紅移。
自二維天圖發(fā)布后，經(jīng)過7個(gè)月的運(yùn)行，科研人員按照科學(xué)目標(biāo)，從20億天體中挑選出一部分，通過觀測(cè)光譜“紅移”把二維天圖的一部分成功升級(jí)為三維天圖，包含獲得了超過750萬星系的光譜。
鄒虎介紹，這僅僅是開始，這些星系只占DESI五年計(jì)劃的10%。按計(jì)劃，2026年DESI將獲得超過3500萬星系的光譜，能夠更好地理解宇宙膨脹和星系的形成及演化。
據(jù)了解，DESI已獲取了大量天體的光譜數(shù)據(jù)，等待天文學(xué)家的進(jìn)一步分析。今年，BASS團(tuán)隊(duì)獲得國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際合作項(xiàng)目的支持，以期基于DESI數(shù)據(jù)在星系形成和演化方面做出重要的研究成果，其中包括探測(cè)和研究極端貧金屬星系、矮星系和綠豆星系等稀有天體。(記者 甘曉)
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