DESI绘制宇宙3D地图任务圆满完成

2026-04-30 13:39:45 178

此可视化展示了暗能量光谱仪(DESI)的宇宙三维地图是如何在五年时间里逐步积累而成的。它起始于DESI在夜空中的观测区域,每个区域大约观测5000个星系。当我们从二维视角切换到三维视角来查看观测结果时,便能看到DESI是如何描绘出由星系细丝和空洞组成的宇宙网络的。地球位于楔形区域的中心,每一个点都代表一个星系。图片来源:DESI合作组织及DESI成员机构美国能源部基特峰国家天文台美国国家光学红外天文研究实验室美国国家科学基金会美国大学天文研究协会R.普罗克特。

暗能量光谱仪(DESI)开展了有史以来最广泛的宇宙观测项目之一。这项为期五年的观测项目现已完成。 DESI已绘制了超过4700万个星系和类星体的分布图。这是迄今为止最大的高分辨率宇宙三维地图。 DESI将继续进行观测,进一步扩展这张地图。这些观测将有助于天文学家了解暗能量在宇宙中的作用机制。

NOIRLab于2026年4月15日发布了这篇原创文章,由EarthSky编辑。

暗能量光谱仪(DESI)的宇宙三维地图绘制完成

在一个周二的晚上,DESI(暗能量光谱仪)的5000个光纤探测器转向了小熊座附近的一片天空。大约每20分钟,它就会锁定远处的光点,收集那些已经朝地球飞行了数十亿年的光子。当太阳升起时,该仪器完成了一个重要的里程碑。它成功地对宇宙3D地图计划中的所有区域进行了勘测。

五年的调查提前完成,收集的数据远超预期,生成了迄今最大规模的高分辨率三维宇宙地图。研究人员利用这张地图探索暗能量,这种构成宇宙约70%的神秘成分正推动着宇宙的加速膨胀。

这是DESI五年巡天星图的一小部分。您可以看到由引力塑造的宇宙大尺度结构。每个点代表一个星系。密度较高的区域表明星系及星系团已聚集形成宇宙网的纤维状结构,而纤维之间则分布着巨大的空洞。图片源自DESI合作组织及DESI成员单位/美国能源部/基特峰国家天文台/美国国家光学红外天文研究实验室/美国国家科学基金会/大学天文研究协会/R.Proctor。图像处理:M.Zamani(美国国家科学基金会国家光学红外天文研究实验室)。

暗能量光谱仪(DESI)探索暗能量的征程是一项全球性的工作。这项国际实验汇聚了来自70多个机构的900多名研究人员(其中包括300名博士生)的专业知识。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)负责管理该项目。该仪器的建造和运行由美国能源部科学办公室提供资金支持。DESI安装在美国国家科学基金会尼古拉斯U梅奥尔4米望远镜上,该望远镜位于亚利桑那州的美国国家科学基金会基特峰国家天文台(KPNO),这是美国国家科学基金会国家光学红外天文研究实验室(NOIRLab)的一个项目。

通过比较过去星系的聚集方式和它们如今的分布情况,研究人员可以追溯暗能量在110亿年宇宙历史中的影响。利用[相关项目]最初三年数据得出的惊人结果暗示,一度被认为是宇宙常数的暗能量可能会随时间演变。

有了完整的五年数据,研究人员将拥有更多信息来验证那个迹象是会消失还是会更明显。如果得到证实,这将标志着我们对宇宙及其可能命运的认知发生重大转变,而宇宙命运取决于物质和暗能量之间的平衡。

一项成功的宇宙测绘项目

DESI项目美国国家科学基金会NOIRLab代表、副天文学家斯蒂芬妮朱诺表示:

要全面描述让暗能量光谱仪(DESI)成为如此成功的实验背后的所有付出是不可能的。从仪器建造者、软件工程师到技术人员、天文台工作人员和科学家——其中包括许多早期职业研究人员——这真的是众人齐心协力的成果。归根结底,我们做这件事是为了全人类,为了更好地了解我们的宇宙及其最终命运。在发现暗能量可能偏离常数的迹象,这可能会改变宇宙命运之后,现在这个时刻,当我们分析新的宇宙地图,想看看这些迹象是否会得到证实时,我感觉自己就像坐在座位边缘,紧张又期待。我也对这个新数据集中等待被发现的许多其他成果非常感兴趣。

美国能源部高能物理办公室宇宙前沿项目主管凯西特纳表示:

暗能量光谱仪已远超所有预期,成功绘制出前所未有的宇宙三维地图,将极大推动我们对暗能量的认知。自项目启动之初,我们便致力于打造一项突破宇宙学边界的科学工程;如今,其首期巡天任务不仅圆满完成,且进度超前、数据极为丰富,令人倍感振奋。整个DESI合作团队所展现的奉献精神与卓越智慧,使这一世界领先的科学研究成为现实。我们为目前已取得的开创性成果深感自豪,也满怀期待,在持续探索宇宙奥秘的征程中,迎来更多激动人心的新发现。

DESI接下来会怎样?

暗能量光谱仪(DESI)目前测量的星系和类星体的宇宙学数据量是此前所有测量数据总和的六倍。该合作项目将立即开始处理已完成的数据集,预计在五年全面调查中的首批暗能量研究结果将于[未来合适时间]得出。与此同时,DESI合作团队将继续分析该调查前三年的数据,完善暗能量测量结果,并就宇宙的结构和演化得出更多研究成果,计划在今年晚些时候发表几篇论文。

暗能量光谱仪(DESI)项目负责人、劳伦斯伯克利国家实验室的科学家迈克尔利维表示:

我们将庆祝完成最初的调查,然后开始着手处理数据,因为我们都很期待发现其中隐藏的新惊喜。

原计划是在为期五年的天空勘测中捕捉3400万个星系和类星体(极其遥远但却明亮的天体,其核心有黑洞)发出的光。不过,暗能量光谱仪(DESI)实际观测到了超过4700万个星系和类星体,以及2000万颗恒星。

扩展宇宙的三维地图

暗能量光谱仪(DESI)将持续进行观测,并将其观测地图扩大约20%,从14000平方度扩展到17000平方度。(相比之下,月球大约覆盖0.2平方度,而整个天空超过41000平方度。)扩展后的地图将覆盖更具观测挑战性的天空区域。这些区域更靠近银河系平面,在那里,附近明亮的恒星会使观测更遥远的天体变得更加困难。此外,还包括更偏南的区域,在这些区域,望远镜必须考虑到要透过更厚的地球大气层进行观测。

该实验还将重新考察已有的地图区域,收集来自一组新的星系的数据:更遥远、更暗淡的明亮红巨星。这些数据将提供更加密集、细致的地图,覆盖此前已观测的区域,使研究人员能够更清晰地了解宇宙的历史。

研究人员还将研究邻近的矮星系和恒星流——这些恒星流是由较小星系在银河系引力作用下被撕裂而形成的恒星带。其目标是更深入地理解暗物质,即一种不可见的物质形态,它构成了宇宙中大部分的质量,但至今尚未被直接探测到。

简而言之:天文学家绘制出了有史以来最大、最详细的宇宙三维地图。该地图标注了数千万个星系和类星体,以帮助揭示暗能量如何塑造宇宙。

通过NOIRLab

相关知识

DESI一般指发展中经济体与新兴经济体伙伴关系(DevelopingandEmergingeconomiesSolutionsInitiative),它聚焦发展中及新兴经济体面临的挑战,通过加强合作与交流,促进技术创新、可持续发展等,助力相关国家在经济、社会等多领域实现更好发展。

BY: EarthSky Voices

FY: AI

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