圖中左上部分為斯隆數字巡天（SDSS）展示的三維宇宙切片，圖中右上部分為DESI在項目啟動最初幾個月觀測得到的三維宇宙切片。圖中的每個點代表一個星系，地球位于中心位置，最遠距離的星系大約為100億光年。圖片來源：DESI國際合作項目團隊

（記者甘曉）1月14日，中科院國家天文台北京—亞利桑那巡天（BASS）團隊聯合暗能量光譜巡天（DESI）國際合作團隊發布了有史以來最大、最詳盡的宇宙三維天圖，打破了以往星系巡天的紀錄。這意味着，科學家構建三維宇宙又進了一步。

2021年1月，BASS團隊聯合DESI團隊發布了巨幅宇宙二維天圖，覆蓋了兩萬平方度的天空，約為全天球面積的一半，容納了10萬億數碼像素，包含了20億天體，BASS團隊的貢獻占其中1/3。

國家天文台研究員鄒虎告訴《中國科學報》，二維天圖隻是DESI項目完成目标的第一步。“好比我們用照相機對着城市街道拍照得到一張平面的照片，隻能初步判斷街道上每棟樓的大概方位，想要把這張照片升級成三維地圖，還需要對樓房與拍照者的距離進行測量。”他說。

對于天體之間的距離測量，通過光譜觀測得到“紅移”是全球科學家公認的技術路線。這是因為，近代天文觀測研究發現宇宙加速膨脹，那些遙遠的天體都在遠離地球，這讓它們所發出電磁輻射的波長在光譜上表現為譜線朝紅端移動了一段距離。“通過觀測與距離相關的‘紅移’現象，可以反推得到天體的距離。”鄒虎介紹。

同時，天文學家認為，暗能量是驅動宇宙膨脹的力量，至今還是一個謎團。大規模星系的紅移測量不僅能夠準确刻畫出宇宙物質的三維分布，還有望精确勾勒出暗能量對宇宙膨脹的影響。

為此，以揭示暗能量本質為目标的DESI項目自2015年起在美國基特峰國家天文台改造4米Mayall望遠鏡，并在主焦面上配置大視場（～8平方度）、多目标光纖（5000根）攝譜儀，以期觀測數千萬星系的紅移。

自二維天圖發布後，經過7個月的運行，科研人員按照科學目标，從20億天體中挑選出一部分，通過觀測光譜“紅移”把二維天圖的一部分成功升級為三維天圖，包含獲得了超過750萬星系的光譜。

鄒虎介紹，這僅僅是開始，這些星系隻占DESI五年計劃的10%。按計劃，2026年DESI将獲得超過3500萬星系的光譜，能夠更好地理解宇宙膨脹和星系的形成及演化。

據了解，DESI已獲取了大量天體的光譜數據，等待天文學家的進一步分析。今年，BASS團隊獲得國家自然科學基金重點國際合作項目的支持，以期基于DESI數據在星系形成和演化方面做出重要的研究成果，其中包括探測和研究極端貧金屬星系、矮星系和綠豆星系等稀有天體。

來源： 中國科學報

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