机构发布:科学家发布史上最大宇宙二维地图
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内容提要
最新的DESI遗珍成像巡天(DESI Legacy Imaging Surveys)地图历时13年完成,覆盖了四分之三的夜天并编录了近四十亿个天体。该地图不仅是构建史上最大宇宙三维地图的基础,也为研究暗能量和暗物质等物理学谜题提供了重要数据。

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科学家发布史上最大宇宙二维地图

全新的DESI遗珍成像巡天(DESI Legacy Imaging Surveys)地图为史上最大的宇宙三维地图奠定了基础,该地图被用于研究暗能量。

2026年8月10日

最新的DESI遗珍成像巡天地图历时13年制作完成,覆盖了四分之三的夜天(night sky),并编录了近四十亿个天体(celestial object)。这一宝库向所有人开放,其中包含了恒星(star)、星系、超新星、引力透镜(gravitational lens)等丰富内容。美国国家光学红外天文研究实验室(NOIRLab)旗下的两处设施为该地图贡献了数据:美国国家科学基金会(NSF)的Mayall望远镜,以及配备了美国能源部制造的DECam的NSF Blanco望远镜。

准备好你们的望远镜(telescope):DESI遗珍成像巡天团队发布了史上最大的宇宙二维地图。这张拥有5.6万亿像素的地图包含了近四十亿个天体,包括恒星、星系、黑洞(black hole)和小行星(asteroid)。这些数据可供所有人使用,并可通过Legacy Survey Sky Viewer公开查看。

天文学家(astronomer)和公民科学家可以将该地图与他们自己的观测结果相结合,以更好地理解我们的宇宙(universe)。研究人员可以搜索引力透镜等罕见现象,观测超新星等瞬时事件,并调查物理学中两大最大的谜题:暗物质(dark matter),即占我们宇宙大部分质量的无形物质;以及暗能量(dark energy),即驱动我们宇宙加速膨胀的力量。

这张新地图建立在DESI遗珍成像巡天早期版本的基础上,这些版本已被证明具有不可估量的价值。迄今为止,已有超过1800篇科学论文引用了遗珍巡天(Legacy Surveys)的数据。

“它现在已成为天文学(astronomy)研究结构的一部分,”遗珍巡天联合负责人、能源部劳伦斯伯克利国家实验室(Berkeley Lab)的科学家David Schlegel说。“当你今天处理天体时,通常会先打开遗珍成像查看器(Legacy Imaging Viewer)来看看你正在观察什么。”

这张更新后的地图覆盖了约75%的可见光和近红外(near-infrared)波段夜天,提供了不受我们银河(Milky Way)尘埃和恒星遮挡的河外宇宙深空视野。研究人员预计,在未来几年内,它仍将是关于我们宇宙最全面的二维地图。

超过160名科学家为该项目的资料收集做出了贡献,一个由20人组成的团队制作了今天发布的最终数据集。它是由来自三个地面巡天观测(sky survey)项目的263,407次望远镜曝光数据合并而成:

- 暗能量相机遗珍巡天(DECaLS),由安装在美国国家科学基金会(NSF)托洛洛山美洲天文台(CTIO,NOIRLab的一个项目)的Víctor M. Blanco 4米望远镜上的5.7亿像素能源部制造的暗能量相机(DECam)执行。

- Mayall z波段遗珍巡天(MzLS),由美国国家科学基金会(NSF)基特峰国家天文台(KPNO,NOIRLab的一个项目)的Nicholas U. Mayall 4米望远镜执行。

- 亚利桑那大学斯图尔德天文台(Steward Observatory)的北京-亚利桑那巡天(BASS),使用KPNO的UA Bok 2.3米望远镜进行,并辅以美国[国家]航天局(NASA)广域红外巡天探测器(WISE)卫星(satellite)任务多年的数据。

除了扩展的文件集外,DESI遗珍巡天的完整数据目录还通过NOIRLab下属社区科学与数据中心(CSDC)的Astro Data Lab作为可搜索数据库提供。这些服务向整个天文学界开放,以促进数据获取和分析。

“对我们宇宙的探索总是从夜天的图像开始。DESI遗珍成像巡天只是这一古老人类传统中的一步,”遗珍巡天联合负责人、NOIRLab天文学家Arjun Dey说。“对于我们的团队来说,这些数据对于研究宇宙的膨胀历史和我们银河的形成至关重要。但天空属于每个人,这次巡天让每个人都有机会惊叹于它的奇迹。”

DESI遗珍成像巡天最初是为了配合暗能量光谱仪(DESI)巡天而进行的。遗珍巡天的二维地图本质上是一张深空天体照片;它记录了星系和恒星出现的位置以及它们的亮度。这一关键步骤使DESI能够选择目标并测量它们在不同波长下的光,从而确定它们的距离,进而构建出有史以来最大的高分辨率(high resolution)三维地图。科学家利用这张地图研究星系在宇宙不同年龄段的聚集方式,以追踪暗能量随时间的变化。

2026年4月,DESI提前完成了其最初的五年巡天任务,观测到的天体数量远超预期。早期结果显示出令人惊讶的迹象,即暗能量的影响可能随时间减弱——这一范式转移可能会影响我们宇宙预期的命运。DESI预计将在2027年利用前五年的数据发布改进后的结果,并继续观测至2028年。

除了支持DESI之外,遗珍巡天还将成为下一代望远镜的基础参考。随着由NSF和能源部科学办公室(DOE/SC)共同资助的薇拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory),以及南希·格雷丝·罗曼空间望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)等新天文台投入使用,研究人员可以将他们的观测结果与有史以来最深、最全面的天空视图之一进行比较。

遗珍巡天的数据还将帮助科学家训练人工智能工具,以分析拍字节(petabytes)级的天文学数据并加速新发现。它将成为能源部起源号探测器(Genesis)任务下美国科学云(American Science Cloud)内天体物理学试点项目所使用的数据集之一。

分类:宇宙学 · 星系 · 观测设备

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