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3月20日,由全球70多個科研機構(gòu)共同組建的暗能量光譜巡天(DESI)合作組向全球發(fā)布了關(guān)于暗能量的最新研究成果,并同步公開了這一項目首年的光譜數(shù)據(jù)。
科研人員利用前3年的收集數(shù)據(jù),結(jié)合其他巡天信息,發(fā)現(xiàn)暗能量對宇宙膨脹的影響或隨時間的推移而減弱,這表明可能存在超出現(xiàn)行宇宙標(biāo)準模型的新物理。其中,中國科學(xué)院國家天文臺鄒虎團隊參與DESI項目的科學(xué)運行,在數(shù)據(jù)釋放中貢獻了重要的增值星表,推動了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的進程。國家天文臺趙公博團隊牽頭DESI合作組并開展暗能量動力學(xué)性質(zhì)研究,相關(guān)研究成果將于近期向全球發(fā)布。
同時,DESI合作組向全球公開了首年觀測數(shù)據(jù),構(gòu)建了迄今最大的宇宙三維“地圖”。這一數(shù)據(jù)集包含近1,870萬個星系、類星體和恒星的信息。其中,河外天體數(shù)量是此前所有光譜巡天項目總和的2倍以上。
宇宙學(xué)紅移巡天通過測量河外天體的紅移來構(gòu)建宇宙物質(zhì)的三維空間分布,為探討暗能量提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。暗能量作為驅(qū)動宇宙加速膨脹的未知成分,其性質(zhì)可通過重子聲波振蕩這一宇宙早期聲波遺留下的密度波紋來揭示。重子聲波振蕩在物質(zhì)分布中形成的特征尺度(約5億光年)可視作“標(biāo)準尺”。通過測量不同紅移處該尺度的實際角徑,科學(xué)家可精確推算宇宙膨脹速率的歷史變化,進而分析暗能量的演化規(guī)律。
DESI是由全球900余位科研人員共同參與的國際暗能量實驗。在理想觀測條件下,DESI每20分鐘可收集5,000個天體的數(shù)據(jù),單夜最多捕獲超10萬個星系。這使得研究人員能夠測定光線因宇宙膨脹而“紅移”的程度,從而以三維形式繪制宇宙并重建宇宙詳細的成長歷史。
DESI合作組利用目前最大規(guī)模的宇宙三維“地圖”,追蹤了過去110億年間暗能量的影響??蒲腥藛T綜合DESI數(shù)據(jù)、宇宙微波背景、超新星和弱引力透鏡的成果發(fā)現(xiàn),現(xiàn)行宇宙學(xué)標(biāo)準模型難以解釋所有觀測結(jié)果,而暗能量隨時間變化的模型與這些數(shù)據(jù)的吻合度更高。“宇宙學(xué)常數(shù)”暗能量可能以意想不到的方式隨時間演化,這對現(xiàn)行標(biāo)準宇宙學(xué)模型提出了挑戰(zhàn)。
DESI觀測的聯(lián)合限制偏離了標(biāo)準宇宙學(xué)模型,給出了暗能量演化的證據(jù)。
DESI觀測的宇宙地圖切片,展示了從地球到110億光年的距離范圍內(nèi)的天體分布。該切片包含4類河外天體目標(biāo),即亮星系(黃色)、亮紅星系(橙色)、發(fā)射線星系(藍色)和類星體(綠色)。
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