國家天文臺發(fā)布巨幅宇宙二維天圖

新京報快訊 據(jù)中科院國家天文臺消息，1月14日，國家天文臺北京-亞利桑那巡天（BASS）團隊和暗能量光譜巡天（DESI）國際合作項目團隊聯(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紅移巡天鋪平了道路。

近代天文觀測研究發(fā)現(xiàn)宇宙在不斷地膨脹，而且處于加速膨脹狀態(tài)。驅動宇宙膨脹的力量被天文學家稱為暗能量。暗能量至今還是一個謎團，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)。通過對宇宙中大量星系的光譜觀測，人們能夠準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)模星系的紅移測量能夠準確刻畫出宇宙物質(zhì)的三維分布，精確勾勒出暗能量對宇宙膨脹的影響。

DESI巡天是新一代宇宙學紅移巡天項目，通過大量星系的紅移觀測研究宇宙結構增長和膨脹歷史。該項目是由美國能源部和美國自然基金會支持的國際合作項目，牽頭單位是美國能源部下屬單位勞倫斯-伯克利國家實驗室（LBNL），參與國家包括中國、法國、西班牙、英國、澳大利亞、加拿大、墨西哥、瑞士、韓國和哥倫比亞等。

DESI項目成員、國家天文臺副臺長趙公博提到：“DESI被稱為繼斯隆光譜巡天之后的第四代宇宙學巡天項目，計劃利用5年的時間，獲取數(shù)千萬星系的紅移，構建當前最大的三維宇宙，有望揭露暗能量的神秘面紗?！?/p>

BASS巡天項目實際負責人、國家天文臺副研究員鄒虎說：“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滿足大規(guī)模光譜觀測的需求?！苯?jīng)國家天文臺和DESI國際合作團隊近200名科研人員的不懈努力，歷時6年進行聯(lián)合觀測和數(shù)據(jù)分析，對觀測的圖像拼接，打造了巨幅宇宙二維天圖。

法國原子能和替代能源委員會的宇宙學家、DESI新聞發(fā)言人Nathalie Palanque-Delabrouille評價說：“在收集和處理這些數(shù)據(jù)方面我們?nèi)〉昧酥卮蟮某删汀]有這些數(shù)據(jù)，DESI巡天項目就無法開展?！?/p>

“這是目前我們測量獲得的最大的宇宙天圖。該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?！眮碜訪BNL、DESI的項目科學家David Schlegel表示。

在構建的巨幅宇宙二維天圖中，國家天文臺聯(lián)合美國亞利桑那大學開展的BASS巡天貢獻了北半球的星空。BASS巡天聯(lián)合了國內(nèi)高校和國外合作單位組建了專門的觀測隊伍，前往美國亞利桑那州基特峰進行巡天觀測。

自2015年開始經(jīng)歷了5年時間，超過90人次參加BASS巡天觀測，培養(yǎng)了大批青年觀測人才。BASS巡天觀測已于2019年3月圓滿結束。針對圖像巡天的數(shù)據(jù)獲取，研究人員開發(fā)了自動化觀測和質(zhì)量控制軟件，能夠實時獲取最優(yōu)觀測的圖像，并自動制定觀測計劃。

國家天文臺巡天觀測和三十米望遠鏡技術研發(fā)團組首席研究員薛隨建說：“BASS巡天總共獲得亞利桑那大學Bok望遠鏡的觀測時間為387天，這是國內(nèi)天文學家使用國外望遠鏡觀測時間最長的紀錄。此外，中國天文學家以BASS巡天作為貢獻成為了DESI項目創(chuàng)始成員?！?/p>

“BASS數(shù)據(jù)團隊獨立開發(fā)了數(shù)據(jù)處理軟件，在國家天文臺和阿里云的戰(zhàn)略合作框架下利用阿里云的云計算資源進行大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理和分析，發(fā)布了三個國內(nèi)版本的數(shù)據(jù)產(chǎn)品?！眹姨煳目茖W數(shù)據(jù)中心副主任兼中國虛擬天文臺負責人崔辰州說道。

作為DESI項目董事會的成員，鄒虎補充說道：“BASS巡天團隊作為DESI國際合作團隊的成員，聯(lián)合為DESI光譜選源發(fā)布了8個數(shù)據(jù)產(chǎn)品。此次公布的數(shù)據(jù)經(jīng)過項目合作團隊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圖像和最準確的天體測量信息。該巡天數(shù)據(jù)是DESI項目順利實施的保障，也將成為全球天文界的數(shù)據(jù)遺產(chǎn)，發(fā)揮更廣泛的科研應用價值。”目前，基于DESI圖像巡天數(shù)據(jù)目前已經(jīng)發(fā)表超過200篇論文，其中單獨引用BASS數(shù)據(jù)的論文超過80篇。