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北京時間1月14日，國家天文臺北京-亞利桑那巡天(BASS)團(tuán)隊和暗能量光譜巡天(DESI)國際合作項目團(tuán)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(xué)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(qū)動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)。通過對宇宙中大量星系的光譜觀測，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宇宙膨脹的影響。

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(xué)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(gòu)建當(dāng)前最大的三維宇宙，有望揭露暗能量的神秘面紗。”

BASS巡天項目實際負(fù)責(zé)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。”經(jīng)國家天文臺和DESI國際合作團(tuán)隊近200名科研人員的不懈努力，歷時6年進(jìn)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地圖。

鄒虎進(jìn)一步解釋道，“該宇宙二維地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。”

在構(gòu)建的巨幅宇宙二維地圖中，國家天文臺聯(lián)合美國亞利桑那大學(xué)開展的北京-亞利桑那巡天貢獻(xiàn)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(jìn)行巡天觀測。

鄒虎說，“自2015年開始經(jīng)歷了5年時間，BASS巡天觀測參與人次數(shù)超90，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(jié)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?qū)崟r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(yuǎn)鏡技術(shù)研發(fā)團(tuán)組首席研究員薛隨建說，“BASS巡天總共獲得亞利桑那大學(xué)Bok望遠(yuǎn)鏡的觀測時間為387天，這是國內(nèi)天文學(xué)家使用國外望遠(yuǎn)鏡觀測時間最長的紀(jì)錄。此外，中國天文學(xué)家以BASS巡天作為貢獻(xiàn)成為了DESI項目創(chuàng)始成員。”

作為DESI項目機(jī)構(gòu)董事會的成員，鄒虎補(bǔ)充說道，“此次公布的數(shù)據(jù)包括最大面積的觀測圖像和最準(zhǔn)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(yīng)用價值。”(趙竹青)