暗能量光譜儀創(chuàng)建迄今最大宇宙3D地圖

  ICC訊 美國暗能量光譜儀（DESI）項目打破了之前所有3D星系調(diào)查的紀錄，在完成前7個月的調(diào)查后，創(chuàng)建了有史以來最大、最詳細的宇宙地圖。這張極其詳細的3D地圖將有助于更好地了解暗能量及宇宙的過去和未來。調(diào)查使用的技術和取得的成就也將幫助科學家們揭示宇宙中最強大光源的秘密。

DESI的宇宙3D“CT掃描”圖。地球在左下角，每個彩色點代表一個星系，而星系又由1千億到1萬億顆恒星組成。

圖片來源： D. Schlegel/伯克利實驗室使用DESI的數(shù)據(jù)制作

  美國伯克利實驗室科學家朱利安·蓋伊說：“在3D地圖的星系分布中，存在巨大的星團、細絲和空隙。它們是宇宙中最大的結構。但在其中，你會發(fā)現(xiàn)早期宇宙的印記，以及從那時起它的膨脹歷史?！?

  完成調(diào)查任務需要收集覆蓋整個天空三分之一以上的數(shù)百萬個星系的詳細色譜圖像。通過將來自每個星系的光分解成它的光譜，DESI可確定光已經(jīng)紅移了多少，正是這些紅移讓DESI看到了天空的深度。

  一般來說，一個星系的光譜紅移越多，它就越遠。借助3D宇宙地圖，物理學家可繪制星系團和超星系團的圖表。這些結構帶有它們最初形成的回聲，當時它們只是嬰兒宇宙中的漣漪。通過梳理這些回聲，物理學家可使用DESI的數(shù)據(jù)來確定宇宙的膨脹歷史。膨脹歷史與整個宇宙的命運息息相關。

  與此同時，DESI已在推動人們對超過100億年前的遙遠過去的理解取得突破。

  美國亞利桑那大學正在使用DESI數(shù)據(jù)了解小星系中中等質(zhì)量黑洞的行為。在大型星系中，活動星系核是已知宇宙中最亮的天體之一。但在較小的星系中，活動星系核可能更微弱，更難與新生恒星區(qū)分開來。DESI拍攝的光譜可幫助解決這個問題，它在天空中的廣泛覆蓋范圍將產(chǎn)生比以往更多的關于小星系核心的信息。反過來，這些核心將為科學家們提供有關在早期宇宙中如何形成明亮活動星系核的線索。

  英國杜倫大學則使用DESI數(shù)據(jù)了解類星體本身的演化。人們認為，類星體開始時被一層塵埃包圍，這使得它們發(fā)出的光變紅，就像太陽穿過陰霾一樣。隨著年齡的增長，它們會驅散這些灰塵并變得更藍。但由于缺乏關于紅色類星體的數(shù)據(jù)，很難檢驗這一理論。DESI正在改變這一點，發(fā)現(xiàn)的類星體比以往任何一次調(diào)查都多，最終調(diào)查數(shù)據(jù)中預計有240萬個類星體。

  目前，DESI項目已對超過750萬個星系進行了編目，并且還在以每月超過100萬個的速度增加。僅在2021年11月，DESI就對來自250萬個星系的紅移進行了編目。到2026年運行結束時，DESI的目錄中預計將擁有超過3500萬個星系，從而能進行各種各樣的宇宙學和天體物理學研究。