DESI早期數據發布涉及近兩百萬個天體

宇宙是浩瀚的，且正不斷擴大。為了研究暗能量，這一神秘的力量推動著宇宙的加速膨脹，科學家們使用暗能量光譜儀（DESI）來繪製超過4000萬個星系、類星體和恆星的圖譜。今天，該合作團隊公開發布了其首批數據，包含近200萬個天體供研究人員探索。

這一80TB的數據集來自於2020年至2021年期間在實驗的“調查驗證”階段中拍攝的2480幅影像。在這一時期中，科學家們確保他們的望遠鏡使用計劃能夠實現科學目標，例如檢查觀測不同亮度的星系所需的時間，以及驗證'observing stars and galaxies'的選擇。

“DESI運作良好的事實，以及它在調查驗證期間所收集的科學級數據量與之前完成的天空調查相當，這是一個重大成就，”DESI的共同發言人、能源部洛倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的科學家Nathalie Palanque-Delabrouille說，該實驗是由該實驗室管理的。“這一里程碑顯示，DESI是一個獨特的光譜數據生產工廠，其數據不僅將允許研究暗能量，還將被整個科學界廣泛需求，以解決其他主題，如暗物質、引力透鏡和星系形態學。”

這些數據的發布標誌著DESI項目的一個重要步驟，為未來的宇宙研究提供了寶貴的資源，並有可能改變我們對宇宙中基本力量的理解。通过使用這些數據，科學家們希望能更深入地探索宇宙的奧秘。

今天的合作團隊還發布了一組與早期數據發布相關的論文，包括對星系聚類的早期測量、對稀有物體的研究，以及對儀器和調查操作的描述。這些新論文基於DESI在四月發表的第一個宇宙距離尺度測量，該測量使用了前兩個月的常規調查數據（不包含在早期數據發布中），同時顯示了DESI實現其設計目標的能力。

DESI使用5,000個機械定位器來移動光纖，捕捉來自數百萬或數十億光年之外的天體的光。它是世界上最強大的多物體調查光譜儀，能夠在一晚上測量來自超過100,000個星系的光。這些光信息幫助研究人員確定物體的距離，並構建一個三維的宇宙地圖。

“調查驗證對DESI來說非常重要，因為它使我們能夠在開始主要調查之前，調整對所有物體的選擇，包括恆星、明亮星系、發光紅星系、發射線星系和類星體，”聖克里斯托夫·耶謝（Christophe Yeche）表示，他是法國替代能源與原子能委員會（CEA）的科學家，並共同領導目標選擇小組。“我們能夠優化選擇並確認觀察策略。”

這些研究成果不僅進一步鞏固了DESI在探索宇宙中的重要角色，還為理解宇宙的結構和演變提供了關鍵數據。隨著數據的不斷增加，未來的研究將有助於揭示更多關於宇宙的奧秘，並推動我們對物理定律的理解。

DESI的調查驗證工作的一部分包括“百分之一調查”，這在這個虛擬飛行中得到了可視化。研究人員在天空的20個不同方向拍攝了詳細圖像，創建了一個包含70萬個天體的三維地圖，覆蓋了DESI將研究的總體積的約1%。隨著儀器和調查計劃的成功測試，現在主DESI調查正在填補這些觀測之間的空白。

隨著宇宙的擴張，光的波長被拉長，使其變得更紅，這一特徵被稱為紅移。星系距離越遠，紅移就越大。DESI專注於收集可以用來解決一些天體物理學中最大謎題的紅移數據：暗能量是什麼以及它在宇宙歷史中的變化。

儘管DESI的主要目標是理解暗能量，但許多數據也可以用於其他天文研究。例如，早期數據發布中包含了一些知名天空區域的詳細圖像，例如哈勃深空場（Hubble Deep Field）。這些數據的獲取和分析不僅增強了我們對宇宙的理解，也為解決與宇宙演化和結構相關的重要問題提供了資料基礎。

“我們已經對天空中的一些熱門地點進行了深入的研究，”伯克利實驗室的科學家Stephen Bailey表示，他負責DESI的數據管理。“我們在社區關注的領域拍攝了有價值的光譜圖像，我們希望其他研究人員能利用這些數據進行進一步的科學研究。”

目前，已經出現了兩個有趣的發現：一是星星大量遷移到仙女座星系的證據，二是極其遙遠的類星體，這些類星體是有時位於星系中心的極亮且活躍的超大質量黑洞。

“我們對某些區域進行了非常深入的觀測。人們查看這些數據後發現了一些極高紅移的類星體，這些類星體仍然如此稀有，任何此類發現都具有重要意義，”負責早期數據發布的伯克利實驗室博士後研究員Anthony Kremin說。“這些高紅移的類星體通常需要使用非常大的望遠鏡才能發現，因此DESI——這個較小的4米調查儀器——能夠與那些較大、專用的觀測站競爭是我們非常自豪的成就，也展現了該儀器卓越的通量。”

這些發現強調了DESI在天文觀測領域的潛在影響，並突顯了小型儀器在光譜學和宇宙學研究中的重要性。隨著數據的進一步分析，研究人員希望能夠揭示更多宇宙的奧秘和結構，推進對宇宙演化的理解。

DESI使用5000個光纖“眼睛”快速收集來自遙遠星系的光。在良好的觀測條件下，這項實驗每20分鐘即可拍攝一組新的5000個天體。這種高效的數據收集能力使得DESI成為一個強大的工具，用於深入探索宇宙中的各種現象，包括星系的形成、演化過程以及暗能量的影響。

這5000個光纖“眼睛”能同時觀測多個天體，極大地提高了觀測效率，並且支持科學家收集大量光譜數據。這些數據對於理解宇宙的結構和動態具有重要意義，並將幫助推進天體物理學和宇宙學的多個研究領域。利用這些先進的技術，研究人員期望能夠解開更多宇宙的奧秘，並進一步探索我們星系之外的世界。

調查驗證也是測試將DESI的十個光譜儀（這些儀器將星系的光線分解為不同顏色）的原始數據轉換為有用信息的過程的好機會。

“如果你直視這些數據，從相機直接拍攝的圖像看上去會像是一團糟——就像是一幅模糊圖像上的線條，”全國能源研究科學計算中心（NERSC）的數據架構師Laurie Stephey表示，該中心負責處理和儲存DESI的數據。“真正的魔力在於數據處理和軟件能夠解碼這些數據。擁有技術使得這些數據對研究社群可達，並能支持‘什麼是暗能量’這個重大問題，我們感到非常興奮。”

這一過程強調了在天文研究中數據處理的重要性，以便從複雜的原始數據中提取有意義的科學信息。隨著技術的發展，研究人員能夠更有效地利用這些數據來探索宇宙中的關鍵問題，進一步推動對暗能量及其在宇宙中角色的理解。

DESI的早期數據對NERSC來說是一個獨特的項目。該實驗的所有代碼，包括計算密集型的部分，都使用Python編程語言編寫，而不是傳統的C++或Fortran。

“這是第一次在NERSC的主要實驗中展示純Python用法是可行的，從那時起，Python在我們的用戶工作負載中變得越來越普遍，”Stephey表示。

現在，DESI的早期數據發布可以通過NERSC免費訪問。

實驗將有大量的數據陸續推出。DESI目前已進行了兩年，計劃運行五年，在收集超過4000萬個紅移的任務上進度良好。該調查已經在科學運行中編目超過2600萬個天體，並以每月新增超過一百萬的速度增加。

---

📢 部分資料參考自美國能源部與美國NSO團隊—立即聯繫我們！

Forestzone Tech 提供： ✅ 最新產業趨勢報告與技術分析 ✅ 合作機會 ✅ 專家諮詢與技術轉介/材料媒合 📩 每月限額制，立即預約諮詢！