国内外天文学家联合发布巨幅宇宙二维天图
发布时间:
2021-01-14 09:31
修改时间:
2021-01-14 17:11
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2017

北京时间2021年1月14日,国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队和暗能量光谱巡天(DESI)国际合作项目团队联合发布最新巨幅宇宙二维天图,为即将开始的新一代宇宙学红移巡天铺平了道路。

近代天文观测研究发现宇宙在不断地膨胀,而且处于加速膨胀状态。驱动宇宙膨胀的力量被天文学家称为暗能量。暗能量至今还是一个谜团,它占宇宙组成约68%,剩余物质为暗物质和普通重子物质。通过对宇宙中大量星系的光谱观测,人们能够准确获得星系的退行速度,也就是红移,从而获得天体的距离。大规模星系的红移测量能够准确刻画出宇宙物质的三维分布,精确勾勒出暗能量对宇宙膨胀的影响。

DESI巡天是新一代宇宙学红移巡天项目,通过大量星系的红移观测研究宇宙结构增长和膨胀历史。该项目是由美国能源部和美国自然基金会支持的国际合作项目,牵头单位是美国能源部下属单位劳伦斯-伯克利国家实验室(LBNL),参与国家包括中国、法国、西班牙、英国、澳大利亚、加拿大、墨西哥、瑞士、韩国和哥伦比亚等。


图1. 暗能量在宇宙组成中的占比

DESI项目成员、国家天文台副台长赵公博提到:“DESI被称为继斯隆光谱巡天之后的第四代宇宙学巡天项目,计划利用5年的时间,获取数千万星系的红移,构建当前最大的三维宇宙,有望揭露暗能量的神秘面纱。”

BASS巡天项目实际负责人、国家天文台副研究员邹虎说:“在开展DESI光谱红移巡天之前,研究人员需要获得比以往面积更大、更深的宇宙二维图像来满足大规模光谱观测的需求。”经国家天文台和DESI国际合作团队近200名科研人员的不懈努力,历时6年进行联合观测和数据分析,对观测的图像拼接,打造了巨幅宇宙二维天图。

法国原子能和替代能源委员会的宇宙学家、DESI新闻发言人Nathalie Palanque-Delabrouille评价说:“在收集和处理这些数据方面我们取得了重大的成就。没有这些数据,DESI巡天项目就无法开展。”

“这是目前我们测量获得的最大的宇宙天图。该天图覆盖了两万平方度的天空,约为全天球面积的一半,容纳了10万亿数码像素,包含了20亿天体。”来自LBNL、DESI的项目科学家David Schlegel表示。

在构建的巨幅宇宙二维天图中,国家天文台联合美国亚利桑那大学开展的BASS巡天贡献了北半球的星空。BASS巡天联合了国内高校和国外合作单位组建了专门的观测队伍,前往美国亚利桑那州基特峰进行巡天观测。

自2015年开始经历了5年时间,超过90人次参加BASS巡天观测,培养了大批青年观测人才。BASS巡天观测已于2019年3月圆满结束。针对图像巡天的数据获取,研究人员开发了自动化观测和质量控制软件,能够实时获取最优观测的图像,并自动制定观测计划。


图2. 参与BASS巡天项目的研究者和学生们

国家天文台巡天观测和三十米望远镜技术研发团组首席研究员薛随建说:“BASS巡天总共获得亚利桑那大学Bok望远镜的观测时间为387天,这是国内天文学家使用国外望远镜观测时间最长的纪录。此外,中国天文学家以BASS巡天作为贡献成为了DESI项目创始成员。”

 “BASS数据团队独立开发了数据处理软件,在国家天文台和阿里云的战略合作框架下利用阿里云的云计算资源进行大规模的数据处理和分析,发布了三个国内版本的数据产品。”国家天文科学数据中心副主任兼中国虚拟天文台负责人崔辰州说道。


图3. BASS巡天数据通过国家天文科学数据中心发布

作为DESI项目董事会的成员,邹虎补充说道:“BASS巡天团队作为DESI国际合作团队的成员,联合为DESI光谱选源发布了8个数据产品。此次公布的数据经过项目合作团队1年半的精心处理,为最终的DESI光谱选源输入数据产品。包括了最大面积的观测图像和最准确的天体测量信息。该巡天数据是DESI项目顺利实施的保障,也将成为全球天文界的数据遗产,发挥更广泛的科研应用价值。”目前,基于DESI图像巡天数据目前已经发表超过200篇论文,其中单独引用BASS数据的论文超过80篇。


图4. 最新发布的图像巡天数据分布和局部DESI光谱观测目标。BASS巡天数据为赤纬32度以上的区域。

BASS巡天获得了中科院国际合作对外重点项目和中科院B类战略性先导专项的支持。

 

数据服务与技术支持

中国虚拟天文台团队依托国家天文科学数据中心,为BASS巡天项目提供了专业的数据管理与发布服务,科学用户可以在平台上对这些数据资源进行检索、下载、处理,甚至可视化等操作。基于国家天文台与阿里云的战略合作,中国虚拟天文台团队为BASS团队提供了阿里云的云计算服务。这些服务有效提升了数据处理效率,为加速BASS科学成果产出提供了便利。

后续,国家天文科学数据中心将与阿里云继续携手,加强与科学家团队之间的合作,利用先进的云计算技术更好地支持天文领域的研究与探索。

BASS巡天数据发布网站:http://batc.bao.ac.cn/BASS/

DESI图像数据发布网站:https://www.legacysurvey.org/

 

媒体报道

文汇报:http://wenhui.whb.cn/zhuzhanapp/kjwz/20210114/388150.html

中国青年报:https://s.cyol.com/articles/2021-01/14/content_rbKLvoIv.html?gid=4LkvKv17

新浪科技:https://finance.sina.cn/tech/2021-01-14/detail-ikftpnnx6890992.d.html?fromtech=1&from=wap

科学网:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/1/451858.shtm

中国日报网:http://cn.chinadaily.com.cn/a/202101/14/WS5fffebfda3101e7ce973acde.html

新华网:https://xhpfmapi.zhongguowangshi.com/vh512/share/9693252?channel=weixin

经济日报:https://proapi.jingjiribao.cn/detail.html?id=322138&user_id=129909&source=wechat_friend

中科院英文网站:http://english.cas.cn/newsroom/research_news/phys/202101/t20210114_261694.shtml

人民日报:https://wap.peopleapp.com/article/rmh18110334/rmh18110334

中新网:https://m.chinanews.com/wap/detail/chs/zw/9386815.shtml

央视新闻客户端:http://m.news.cctv.com/2021/01/14/ARTIOB34Yl6XtOfPb6525FUl210114.shtml

光明日报:https://m.weibo.cn/status/JD71Qgrl7?from=page_1002061402977920_profile&wvr=6&mod=weibotime&jumpfrom=weibocom

新华网:http://www.xinhuanet.com/politics/2021-01/14/c_1210978541.htm

 

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Yang Hanxi
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