首页 > 科学探索 > 天文航天 > 正文

为绘制宇宙地图 国际研究团队使用DESI(暗能量光谱仪器)来调查天空

为绘制宇宙地图国际研究团队使用DESI(暗能量光谱仪器)来调查天空

为绘制宇宙地图国际研究团队使用DESI(暗能量光谱仪器)来调查天空

为绘制宇宙地图国际研究团队使用DESI(暗能量光谱仪器)来调查天空

据cnBeta:外媒报道,1983年,哈佛和史密森天体物理中心(CfA)的天体物理学家发布了一张使用2400个星系的宇宙地图。现在,CfA科学家的目标是绘制3000万张地图。在绘制宇宙地图这一迄今为止最大的任务中,一个国际研究团队正在使用DESI(暗能量光谱仪器)来调查天空。

当地时间5月17日,亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台正式开始观测任务。据悉,这项任务将持续5年,目标是绘制出3000万个星系的地图。

通过调查大量的空间,DESI合作的科学家--包括来自CfA的12名科学家--将能解决现代宇宙学中的无数问题:早期的宇宙是如何创造大尺度结构?引力是如何导致物质聚集并形成星系?又是什么可能驱动着宇宙神秘的加速膨胀?

早期的宇宙地图

CfA研究员、DESI合作成员Douglas Finkbeiner表示,在CfA,绘制宇宙地图有着悠久的历史。

上世纪70年代末,CfA的先驱们首次启动了系统的宇宙测绘调查。由Marc Davis、John Huchra、Dave Latham和John Tonry领导的这个团队首先瞄准了2400个星系并测量了它们的红移--空间中一个物体的波长的变化,这可以帮助用来计算到地球的距离。

1989年11月,Margaret Geller和Huchra在《科学》的封面上公布了第二张更广泛的地图--这是开创性的。它首次揭示了宇宙网,并表明星系并不是均匀地分布在空间中而是分裂成星系团,星系团之间是有巨大的空白空间。

正是在那个时候,CfA天体物理学家Geller创造了“肥皂泡宇宙”这个术语,在创建了早期的地图之后,他们意识到这些星系团位于膜上,这些膜似乎是巨大的、看不见的气泡且跨越了数百万光年。

但是什么宇宙力量创造并塑造了这些气泡呢?科学家现在推断出两个看不见的行动者--暗物质和暗能量--的行为,它们的物理起源仍旧是个谜,因此需要进一步的观察线索来理解它们的性质和组成。

这就是DESI可以带来帮助的地方。

在美国能源部科学办公室的主要资助下,由数百人合作建造的DESI已经安装,现在正在基特峰国家天文台改装的Nicholas U. Mayall 4米望远镜上运行。该仪器将允许科学家展开前所未有的红移研究规模。通过使用5000根机器人控制的光纤,DESI可以同时从5000个星系收集光谱数据或光。

通过收集超过3000万个星系的光线,DESI将帮助构建一个详细的宇宙3D地图并最远可追溯到110亿年前。这幅地图将有助于更好地理解跟暗能量相关的排斥力,正是暗能量推动了宇宙数十亿年的指数级膨胀。

CfA研究员、DESI合作成员Daniel Eisenstein表示:“DESI是一台经过精细调整的机器,它建立在最新技术的基础上并从数十年来优化硬件、软件和主要天空观测的运营战略的经验中学习。结果相当惊人:该设备的速度比之前的最先进技术快20倍。我们正在从比20年前斯隆数字巡天计划的目标微弱100倍的星系中获取红移。”

随着DESI的数据开始的不断增长,Eisenstein和CfA团队将会看到它如何跟当前的宇宙结构理论相比较。他和他的同事们利用美国最快的超级计算机--橡树岭国家实验室的Summit--模拟了大尺度星系群是如何形成的以及暗能量在其中扮演了什么角色。

Finkbeiner则帮助确定了DESI在未来5年内将观察到的目标,他认为从红移调查中仍有很多东西需要学习。“红移观测提供了关于宇宙中有多少物质以及它们如何聚集的关键信息。我们现在可以如此精确地测量如此多的星系,它们也让我们掌握了暗能量和中微子。今天,我们庆祝DESI勘测的开始并期待它将带来的新发现,”他说道。

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

相关阅读:
NASA“朱诺号”探测器将飞越木星最大的卫星木卫三 有可能弄清宇宙暴胀是如何发生的吗?