中外科學家聯合發布巨幅宇宙二維天圖

宇宙高清大圖來了！1月14日，中國科學院國家天文台北京—亞利桑那巡天（BASS）團隊和暗能量光譜巡天（DESI）國際合作項目團隊聯合發布最新巨幅宇宙二維天圖。該宇宙二維天圖覆蓋了兩萬平方度的天空，約佔全天球面積的一半，容納了10萬億數碼像素，包含了20億個天體。

“經過國家天文台和DESI國際合作團隊近200名科研人員的不懈努力，歷時6年進行聯合觀測和數據分析，對觀測的圖像拼接，我們打造了巨幅宇宙二維地圖。”中科院國家天文台副研究員、BASS巡天項目實際負責人鄒虎說，該天圖為即將開始的新一代宇宙學紅移巡天鋪平了道路。

近代天文觀測研究發現，宇宙在不斷地膨脹，而且處於加速膨脹狀態。驅動宇宙膨脹的力量被天文學家稱為暗能量。暗能量至今還是一個謎團，它佔宇宙組成約68%，剩余物質為暗物質和普通重子物質。

通過對宇宙中大量星系的光譜觀測，人們能夠准確獲得星系的退行速度，也就是紅移，從而獲得天體的距離。大規模星系的紅移測量能夠准確刻畫出宇宙物質的三維分布，精確勾勒出暗能量對宇宙膨脹的影響。

“DESI被稱為繼斯隆光譜巡天之后的第四代宇宙學巡天項目，計劃利用5年的時間，獲取數千萬星系的紅移，構建當前最大的三維宇宙，有望揭露暗能量的神秘面紗。”中科院國家天文台副台長、DESI項目成員趙公博說。

為此，在開展DESI光譜紅移巡天之前，研究人員構建了比以往面積更大、更深的宇宙二維圖像，以滿足大規模光譜觀測的需求。

為構建這一巨幅宇宙二維地圖，BASS巡天聯合國內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行巡天觀測。

“自2015年開始經歷了5年時間，BASS巡天觀測參與人次90多人，培養了大批青年觀測人才。”鄒虎說，BASS巡天觀測已於2019年3月圓滿結束。

針對圖像巡天的數據獲取，研究人員開發了自動化觀測和質量控制軟件，能夠實時獲取最優的觀測圖像，並自動制定觀測計劃。BASS數據團隊還獨立開發了數據處理軟件，在國家天文台和阿裡雲的戰略合作框架下利用阿裡雲的雲計算資源進行大規模的數據處理和分析，發布了3個國內版本的數據產品。

“BASS巡天總共獲得亞利桑那大學Bok望遠鏡的觀測時間為387天，這是國內天文學家使用國外望遠鏡觀測時間最長的紀錄。此外，因為BASS巡天的貢獻，中國天文學家成為了DESI項目創始成員。”中科院國家天文台巡天觀測和30米望遠鏡技術研發團組首席研究員薛隨建介紹。

鄒虎表示，BASS巡天團隊作為DESI國際合作團隊的成員，為DESI光譜選源發布了8個數據產品。該巡天數據是DESI項目順利實施的保障，也將成為全球天文界的數據遺產，具有廣泛的科研應用價值。