对超过 50 亿光年的宇宙进行“CT 扫描”。 (D. Schlegel/伯克利实验室/DESI 数据)
这暗能量光谱仪(DESI)目前正在亚利桑那州基特峰国家天文台的尼古拉斯·U·梅奥尔望远镜中瞄准天空,其任务是绘制空间扩张图,调查,并创建有史以来最详细的宇宙 3D 地图。
DESI 执行任务仅七个月,我们就已经获得了一张破纪录、令人瞠目结舌的环绕我们周围的星系的三维图片,证明了 DESI 的能力及其在绘制空间地图方面的潜力。
DESI 已经对超过 750 万个星系进行了编目和绘制,并且每月新增超过 100 万个星系。 到 2026 年扫描完全结束时,预计将绘制出超过 3500 万个星系的地图,为天文学家提供庞大的数据库供挖掘。
“它有很多美丽,”天体物理学家朱利安·盖伊说来自加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室。
“在 3D 图中星系的分布中,有巨大的星团、细丝和空隙。它们是宇宙中最大的结构。但在它们内部,你会发现早期宇宙的印记,以及宇宙的历史。从那时起它的扩张。”
DESI 由 5,000 根光纤组成,每根光纤均由自己的微型机器人单独控制和定位。 这些纤维必须精确定位在 10 微米以内,即小于人类头发的厚度,然后当光线从宇宙过滤到地球时,它们会捕捉到一瞥。
通过这个光纤网络,该仪器拍摄了数百万个星系的色谱图像,覆盖整个天空的三分之一以上,然后计算出光的数量红移? 也就是说,由于宇宙的膨胀,它被推向光谱红端的程度。
由于这种光可能需要数十亿年才能到达地球,因此可以使用用于观察宇宙深度的数据:红移越大,物体距离越远。 更重要的是,通过 DESI 绘制的结构可以进行逆向工程,以了解它们开始时的初始形态。
(D. Schlegel/伯克利实验室/DESI 数据)
多于:已完成的斯隆数字巡天(左)和暗能量光谱仪最初几个月的星系 3D 地图(右)的切片。
DESI 的主要目标是更多地揭示暗能量(被认为构成了宇宙的 70%)并加速其膨胀。 这种暗能量可能会驱使星系无限膨胀,导致它们自身塌陷或介于两者之间? 宇宙学家热衷于缩小选择范围。
“[DESI] 将帮助我们寻找有关暗能量本质的线索,”英国达勒姆大学的宇宙学家卡洛斯·弗伦克 (Carlos Frenk) 说,告诉英国广播公司。
“我们还将了解更多有关以及它在像银河系这样的星系如何形成以及宇宙如何演化中所扮演的角色。”
已经发布的 3D 地图显示,科学家无需等待 DESI 完成工作即可开始受益于其对太空的深入研究。 其他 DESI 增强的研究正在探索较小的星系是否有自己的星系就像更大的星系一样。
发现一个的最好方法是识别被拖入其中的气体、尘埃和其他物质,但这在较小的星系中不容易看到? DESI 收集的高精度光谱数据应该对此有所帮助。
然后就是研究类星体,由超大质量黑洞驱动的特别明亮的星系,它们充当了数十亿年太空历史的路标。 DESI 将用于测试有关类星体的假设:类星体一开始被一层尘埃包围,随着时间的推移,尘埃被驱散。
类星体周围的尘埃量被认为会影响它发出的光的颜色,这使得它成为 DESI 的完美工作。 当勘测完成时,该仪器应该能够收集约 240 万个类星体的信息。
“DESI 真的很棒,因为它能够拾取更暗、更红的物体,”天文学家维多利亚·福塞特说来自杜伦大学。
“我们发现了很多奇异的系统,包括我们之前无法详细研究的大量稀有物体样本。”
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