國(guó)家天文臺(tái)發(fā)布巨幅宇宙二維天圖

新京報(bào)快訊 據(jù)中科院國(guó)家天文臺(tái)消息，1月14日，國(guó)家天文臺(tái)北京-亞利桑那巡天（BASS）團(tuán)隊(duì)和暗能量光譜巡天（DESI）國(guó)際合作項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)聯(lián)合發(fā)布最新巨幅宇宙二維天圖，為即將開始的新一代宇宙學(xué)紅移巡天鋪平了道路。

近代天文觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn)宇宙在不斷地膨脹，而且處于加速膨脹狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)宇宙膨脹的力量被天文學(xué)家稱為暗能量。暗能量至今還是一個(gè)謎團(tuán)，它占宇宙組成約68%，剩余物質(zhì)為暗物質(zhì)和普通重子物質(zhì)。通過(guò)對(duì)宇宙中大量星系的光譜觀測(cè)，人們能夠準(zhǔn)確獲得星系的退行速度，也就是紅移，從而獲得天體的距離。大規(guī)模星系的紅移測(cè)量能夠準(zhǔn)確刻畫出宇宙物質(zhì)的三維分布，精確勾勒出暗能量對(duì)宇宙膨脹的影響。

DESI巡天是新一代宇宙學(xué)紅移巡天項(xiàng)目，通過(guò)大量星系的紅移觀測(cè)研究宇宙結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)和膨脹歷史。該項(xiàng)目是由美國(guó)能源部和美國(guó)自然基金會(huì)支持的國(guó)際合作項(xiàng)目，牽頭單位是美國(guó)能源部下屬單位勞倫斯-伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LBNL），參與國(guó)家包括中國(guó)、法國(guó)、西班牙、英國(guó)、澳大利亞、加拿大、墨西哥、瑞士、韓國(guó)和哥倫比亞等。

DESI項(xiàng)目成員、國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)趙公博提到：“DESI被稱為繼斯隆光譜巡天之后的第四代宇宙學(xué)巡天項(xiàng)目，計(jì)劃利用5年的時(shí)間，獲取數(shù)千萬(wàn)星系的紅移，構(gòu)建當(dāng)前最大的三維宇宙，有望揭露暗能量的神秘面紗?！?/p>

BASS巡天項(xiàng)目實(shí)際負(fù)責(zé)人、國(guó)家天文臺(tái)副研究員鄒虎說(shuō)：“在開展DESI光譜紅移巡天之前，研究人員需要獲得比以往面積更大、更深的宇宙二維圖像來(lái)滿足大規(guī)模光譜觀測(cè)的需求?！苯?jīng)國(guó)家天文臺(tái)和DESI國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)近200名科研人員的不懈努力，歷時(shí)6年進(jìn)行聯(lián)合觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析，對(duì)觀測(cè)的圖像拼接，打造了巨幅宇宙二維天圖。

法國(guó)原子能和替代能源委員會(huì)的宇宙學(xué)家、DESI新聞發(fā)言人Nathalie Palanque-Delabrouille評(píng)價(jià)說(shuō)：“在收集和處理這些數(shù)據(jù)方面我們?nèi)〉昧酥卮蟮某删?。沒有這些數(shù)據(jù)，DESI巡天項(xiàng)目就無(wú)法開展?！?/p>

“這是目前我們測(cè)量獲得的最大的宇宙天圖。該天圖覆蓋了兩萬(wàn)平方度的天空，約為全天球面積的一半，容納了10萬(wàn)億數(shù)碼像素，包含了20億天體?！眮?lái)自LBNL、DESI的項(xiàng)目科學(xué)家David Schlegel表示。

在構(gòu)建的巨幅宇宙二維天圖中，國(guó)家天文臺(tái)聯(lián)合美國(guó)亞利桑那大學(xué)開展的BASS巡天貢獻(xiàn)了北半球的星空。BASS巡天聯(lián)合了國(guó)內(nèi)高校和國(guó)外合作單位組建了專門的觀測(cè)隊(duì)伍，前往美國(guó)亞利桑那州基特峰進(jìn)行巡天觀測(cè)。

自2015年開始經(jīng)歷了5年時(shí)間，超過(guò)90人次參加BASS巡天觀測(cè)，培養(yǎng)了大批青年觀測(cè)人才。BASS巡天觀測(cè)已于2019年3月圓滿結(jié)束。針對(duì)圖像巡天的數(shù)據(jù)獲取，研究人員開發(fā)了自動(dòng)化觀測(cè)和質(zhì)量控制軟件，能夠?qū)崟r(shí)獲取最優(yōu)觀測(cè)的圖像，并自動(dòng)制定觀測(cè)計(jì)劃。

國(guó)家天文臺(tái)巡天觀測(cè)和三十米望遠(yuǎn)鏡技術(shù)研發(fā)團(tuán)組首席研究員薛隨建說(shuō)：“BASS巡天總共獲得亞利桑那大學(xué)Bok望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)時(shí)間為387天，這是國(guó)內(nèi)天文學(xué)家使用國(guó)外望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間最長(zhǎng)的紀(jì)錄。此外，中國(guó)天文學(xué)家以BASS巡天作為貢獻(xiàn)成為了DESI項(xiàng)目創(chuàng)始成員。”

“BASS數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)獨(dú)立開發(fā)了數(shù)據(jù)處理軟件，在國(guó)家天文臺(tái)和阿里云的戰(zhàn)略合作框架下利用阿里云的云計(jì)算資源進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理和分析，發(fā)布了三個(gè)國(guó)內(nèi)版本的數(shù)據(jù)產(chǎn)品?！眹?guó)家天文科學(xué)數(shù)據(jù)中心副主任兼中國(guó)虛擬天文臺(tái)負(fù)責(zé)人崔辰州說(shuō)道。

作為DESI項(xiàng)目董事會(huì)的成員，鄒虎補(bǔ)充說(shuō)道：“BASS巡天團(tuán)隊(duì)作為DESI國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)的成員，聯(lián)合為DESI光譜選源發(fā)布了8個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。此次公布的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)項(xiàng)目合作團(tuán)隊(duì)1年半的精心處理，為最終的DESI光譜選源輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)品。包括了最大面積的觀測(cè)圖像和最準(zhǔn)確的天體測(cè)量信息。該巡天數(shù)據(jù)是DESI項(xiàng)目順利實(shí)施的保障，也將成為全球天文界的數(shù)據(jù)遺產(chǎn)，發(fā)揮更廣泛的科研應(yīng)用價(jià)值。”目前，基于DESI圖像巡天數(shù)據(jù)目前已經(jīng)發(fā)表超過(guò)200篇論文，其中單獨(dú)引用BASS數(shù)據(jù)的論文超過(guò)80篇。