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國家天文臺參與的國際合作暗能量光譜巡天項目正式運行

發表日期:2021-05-18來源:放大 縮小

  北京時間2021517日晚,暗能量光譜巡天(Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI)在美國亞利桑那基特峰國家天文臺正式開始巡天觀測,為期五年。它將獲取宇宙中數千萬遙遠天體的光譜,繪制宇宙三維“地圖”,從而揭開暗能量之謎。 

  DESI是由美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)牽頭的國際合作項目,由美國能源部提供主要經費支持。中國科學院國家天文臺組建的中國團隊通過北京-亞利桑那巡天(Beijing-Arizona Sky Survey, BASS)的貢獻加入了該國際合作組織。 

  BASS巡天負責人、國家天文臺DESI合作代表鄒虎副研究員表示:“國家天文臺BASS團隊花了5年的時間獲取北天的天文圖像數據。這些數據是DESI開展光譜巡天的必要條件?,F在DESI正式起航,開啟探索宇宙的大門?!彼M一步補充道:“DESI20分鐘就能獲取5000條光譜,儼然成為了巨型的光譜工廠?!?/span> 

  DESI通過收集來自三千多萬星系發出的光,以空前的細節繪制宇宙三維“地圖”。這些數據可以幫助科學家更好地了解驅動宇宙膨脹的暗能量。 

  與以往的巡天項目相比,DESI主要的特點是什么?來自LBNLDESI工程項目主管Michael Levi教授說:“DESI獲取的星系光譜數量超過以往巡天觀測總數的10倍。這些光譜能夠提供第三維度的測量。天體的圖像觀測給出了它們的二維位置信息,而DESI充當了時間機器,使我們能從時間維度去追溯110億年以前的天體?!?/span> 

  “在10年前,我們就開始了巡天的準備工作,包括如何挑選觀測目標?,F在DESI所有設備已經準備就緒,正朝著實現既定的科學目標前進?!?span>DESI項目發言人Nathatlie Palanque-Delabrouille。她補充說:“項目發展到現在這個程度,我們都非常興奮?!?/span> 

  國家天文臺巡天觀測和三十米望遠鏡研發團組首席薛隨建研究員指出:“來自世界各地的科學家對DESI上千個部件進行了大量的測試并對光譜巡天觀測進行了充分驗證?!毖﹄S建補充道:“在完成了BASS圖像巡天之后,國家天文臺項目成員在過去兩年內深度參與了DESI的前期試運行和巡天驗證等方面的合作?!?/span> 

  在開始5年正式巡天之前,DESI通過國際合作開展了為期4個月測試運行。在此期間,DESI總共收獲了4百萬條星系的光譜,已經超過了以前所有光譜巡天所觀測的星系光譜數量的總和。 

  DESI儀器包含了5000根自動控制的光纖,能夠同時搜集同等數量的天體光譜。所獲取的光譜表現為類似彩虹所展開的不同顏色的光,它們的特征蘊含了天體的化學組成、相對距離和速度等信息。 

  當宇宙膨脹時,星系相互之間越行越遠,而它們所發出的光的波長變得越來越長,顏色也越來越紅。星系距離越遠,“紅移”也就越大。通過測量星系的紅移,DESI的科學家們將構建宇宙的三維“地圖”。人們期望通過星系的三維分布來洞悉暗能量的影響和本質。 

  DESI正式巡天開啟之后,國家天文臺的天文學家將進一步深度參與DESI巡天觀測,并通過國際合作利用DESI的光譜研究不同類型的特殊恒星和星系、星系的演化、大尺度結構和宇宙學等。 

DESI焦平面的局部照片顯示大量自動控制的光纖定位器。每個定位器都攜帶一根光纖。這些光纖被后端的藍光照亮,顯示為藍色的光點。圖片來源于DESI項目。

DESI單次指向的光纖分布(藍色部分),其中小的藍色圓圈表示5000個光纖定位器。圖中顯示了仙女座星系,它的角尺寸超過3度,可以被DESI的單次觀測所覆蓋。在這個例子中,DESI能夠同時觀測5000條天體光譜,包括仙女座星系中的恒星和更遙遠的背景星系及類星體。圖中的黃色曲線展示了位于110億光年處的類星體光譜。圖片來源于DESI項目。

 

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