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国家天文台助力DESI国际合作项目获取世界最大的宇宙三维天图

发表日期:2022-01-14来源:放大 缩小

  2021年初国家天文台巡天团队联合暗能量光谱巡天(DESI)国际合作团队发布巨幅宇宙二维天图之后,再次宣布经过7个月的运行,DESI项目获得了有史以来最大、最详尽的宇宙三维天图,打破了以往星系巡天的记录。而这仅仅是开始,这些星系只占DESI五年计划的10%。一旦项目最终完成,DESI将获得超过3500万星系的光谱,使得我们能够更好地理解宇宙膨胀和星系的形成及演化。 

  DESI是美国能源部支持的大型国际合作项目,在美国国立基特峰天文台4Mayall望远镜主焦面上配置大视场(~8平方度)、多目标光纤(5000根)摄谱仪,以期观测数千万星系的红移,构建宇宙物质的三维分布,从而有望揭示暗能量的本质。国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队为构建三维宇宙打造了最大的深度宇宙二维图像,作出了重要的基础性贡献。 

  DESI项目的最初想法是在十多年前由美国天文学家提出的,走到今天经历了漫长的路程。2015年,DESI设备开始建造,同时开展了包括BASS在内的图像巡天项目构造二维宇宙天图的工作。2019年底,DESI光谱仪首次亮相,获得了初光观测。在接下来的试运行过程中经历了新冠疫情,望远镜关闭了几个月。202012月,DESI将目光重新投向天空,各种硬件和软件也磨合通过了严格测试。最终,20211月发布了二维天图,在此基础上,在20215月正式投入光谱巡天观测。 

  目前,DESI巡天已经获得了超过750万星系的光谱,超越了以往所有星系巡天的观测总和(以前最大的星系巡天为SDSS斯隆数字巡天)。仅在202111月,DESI观测了250万个星系,足可见识到其极高的观测效率。到2026年巡天结束时,DESI预计将观测超过3500万个星系。在DESI运行过程中,国家天文台BASS巡天团队持续深度参与了巡天观测和数据分析,为DESI项目顺利开展贡献了中国力量。 

  DESI已经获取了大量天体的光谱数据,正等待天文学家去分析。BASS巡天团队今年获得了国家自然基金重点国际合作项目的支持,以期基于DESI数据在星系形成和演化方面做出重要的研究成果,其中包括探测和研究极端贫金属星系、矮星系和绿豆星系等稀有天体。这些天体对研究早期宇宙的星系形成和宇宙再电离起到关键作用。同时,中国团队还将在银河系和宇宙大尺度结构等研究做出重要贡献。  

   

  左图为SDSS巡天展示的3维宇宙切片,右图为DESI巡天在头几个月时间观测的3维宇宙切片。图中的每个点代表一个星系,地球位于中心位置,最远距离的星系大约为100亿光年。这些星系都是从二图图像中选取出来的。从这个切片中能看到宇宙网结构,包括星系团、丝状结构和空洞。图片来源DESI国际合作。 

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