新的空間地圖精確測量近40萬個鄰近星系

Unop
2023年10月18日
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主要要點

業餘和專業天文學家都可以探索免費提供的「錫耶納星系圖集」，該圖集覆蓋近半個天空並展示了我們攝影友好的鄰近星系。
這個集合包含了強大而詳細的星系信息，使得圖集成為研究大型星系的強有力工具。
該圖集主要基於為「暗能量光譜儀」（DESI）實驗收集的數據所建。

映繪夜空對於理解我們的宇宙至關重要。現在，研究人員和業餘天文學家可以訪問一幅新的圖集，其中包含關於超過380,000個星系的詳細信息：錫耶納星系圖集（SGA）。這個集合提供了大型鄰近星系的精確位置、形狀和大小的測量，並且在線免費提供，預示著它將對未來的天文研究帶來重要助益。該研究今天發表在《天體物理學期刊補充》上。

錫耶納星系圖集匯編了2014年至2017年間完成的三項調查數據，這些調查被稱為DESI遺產調查。這些觀測是為了識別暗能量光譜儀的星系目標進行的，該國際項目由美國能源部的洛倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）管理。數據在塞羅托洛洛洲際天文台（CTIO）和基特峰國家天文台（KPNO）收集，這兩個天文台均為美國國家科學基金會（NSF）的NOIRLab計畫，並由亞利桑那大學的史都華天文台（Steward Observatory）提供支持。

「來自大型近鄰星系的光線可能會模糊我們對遙遠宇宙的觀察，我們需要測量這些資料以理解和解釋暗能量——這種加速宇宙膨脹的神秘力量。」伯克利實驗室的研究員、大約DESI遺產調查的共同負責人大衛·施萊格（David Schlegel）說。「因此，製作這個圖集的一個目標是對這些鄰近星系的光線進行編目、建模，並在可能的情況下從我們的DESI觀測中減去這些光線，這方面取得了很大成功。在製作這個圖集的過程中，我們還獲得了鄰近星系的詳細視圖，這在其他方面也是有用的。」

這些調查捕獲了光學和紅外波段的影像，以描繪總面積20,000平方度的區域——幾乎占據夜空的一半，使SGA成為最大的星系調查之一。除了錄製的星系數量外，SGA中的數據還達到了新的精確度，是第一個提供星系光譜數據的資源。

「鄰近的大型星系非常重要，因為我們能比宇宙中的其他星系進一步研究它們；它們是我們的宇宙鄰居。」錫耶納學院的物理學教授約翰·穆斯塔卡斯（John Moustakas）說。「它們不僅驚人美麗，還是理解星系形成和演變的關鍵，包括我們自己的銀河系。」

SGA建立於幾個世紀以來繪製夜空的努力之上。法國天文學家查爾斯·梅西耶（Charles Messier）於1774年發布的《星雲與星團目錄》（Catalogue des Nébuleuses et des Amas d’Étoiles），是重大里程碑，1888年由約翰·路易·埃米爾·德萊耶（John Louis Emil Dreyer）發布的《新一般星雲和星團目錄》（New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars）同樣具意義。最近，1991年天文學家整理了《第三亮星系參考目錄》（RC3）。過去二十年來發布了幾本其他的珍貴星系圖集，但這些大部分都依賴RC3中的攝影板測量，或缺少了大量星系。由於SGA使用了用高靈敏度儀器捕獲的數字圖像，因此在數據質量和完整性上代表了顯著的改進。

「之前的星系彙編一直受到不正確的星系位置、大小和形狀的困擾，同時還包含並非星系的條目，如恒星或伪影。」NOIRLab的天文學家、DESI遺產調查的共同負責人阿爾君·德伊（Arjun Dey）表示。「SGA對大部分夜空的數據進行了清理，並且提供了針對星系的最佳亮度測量，這在這樣的樣本規模上，我們過去並未穩定獲得。」

這一多功能資源將推動天文學和天體物理學的多個領域的進展，幫助科學家尋找最佳星系樣本進行目標觀測。例如，SGA將增強對不同星系中恆星形成模式如何變化的研究，探索導致星系展現出多樣形態的物理過程，以及星系分佈如何與暗物質在宇宙中的分佈相關等。通過作為地圖，SGA還將幫助天文學家精確定位出現瞬態信號（如引力波）的來源，並理解這些事件的起因。

DESI遺產調查使用了NOIRLab運營的望遠鏡上的尖端儀器，包括使用由DOE建造的暗能量相機（DECam）在智利的维克多·M·布兰科4米望遠鏡上進行的暗能量相機遺產調查（DECaLS）；使用位於基特峰的尼可拉斯·U·梅耶4米望遠鏡上Mosaic3相機進行的梅耶爾z帶遺產調查（MzLS）；以及在由史都華天文台運營的博克2.3米望遠鏡上進行的北京-亞利桑那天空調查（BASS）。DESI遺產成像調查數據以及整個錫耶納星系圖集的可查詢副本，通過NOIRLab的社區科學與數據中心（CSDC）中的Astro Data Lab科學平台和Astro Data Archive提供給天文學界。SGA還包含來自NASA的寬域紅外探測器（WISE）衛星進行的調查的附加數據。

Meta Title: 新空間地圖精確測量近40萬個星系

Meta Description: 本文介紹了錫耶納星系圖集的發佈，該圖集提供了關於近40萬個鄰近星系的精確位置和形狀信息，將對未來的天文學研究帶來重大助益。

洛倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）致力於通過清潔能源、健康地球和發現科學的研究來為人類提供解決方案。該實驗室成立於1931年，基於團隊能最佳解決重大問題的信念，伯克利實驗室及其科學家已獲得16項諾貝爾獎。來自全球的研究人員依賴該實驗室的世界一流科學設施進行他們的開創性研究。伯克利實驗室是一個多計畫國家實驗室，由加利福尼亞大學管理，隸屬於美國能源部的科學辦公室。

美國能源部的科學辦公室是美國物理科學基礎研究的最大單一支持者，並致力於應對我們時代的一些最緊迫的挑戰。部分資料參考自美國能源部與美國NSO團隊。