天文年度大会聚焦“红外线天文学”

英国皇家天文学会举办的年度全英天文大会在诺丁汉大学召开，这是欧洲最大的专业性会议之一，科学家出席大会的人数超过了500人，年度学术大会为天文学和与天文学有关的科学家家提供了一个相互交流和分享成果的舞台，他们在不同的天文学领域展开研究，在“我要发言”的年度大会上呈现他们的研究成果。

在今年热议的很多话题中，最令人兴奋的一项成果出自于诺丁汉大学的一个研究团队，诺丁汉大学物理学和天文学学学院研究人员展示了最新的近红外线图像资料，通过超深勘测项目(UDS)获取了系列的特别图像，背景图像表示了到目前为止天文学家发现的宇宙最深处图景。

超深勘测项目(UDS)在2005年启动，它是5个大项目中的一个，五大项目组成了全英红外线望远镜（UKIRT）中红外线深空勘测(UKIDSS)的整体。为了项目的有效推进，超深勘测项目(UDS)的科学团队使用了宽场域照相机(WFCAM)，它被安装在夏威夷州莫纳克亚山峰的英国红外线望远镜上，这部望远镜的直径为3.8米，英国红外线望远镜（UKIRT）在世界同类望远镜中排名第二，它专门用于红外线天文学的观测和研究。

项目团队的负责人、诺丁汉大学的奥马尔·阿尔曼尼解释了自己的看法，超深勘测项目UDS有目前世界上最深远的近红外线勘测技术，它覆盖了一个大的相连区域（0.8平方度），目前仅有一个相似的勘测项目与之媲美'，以UltraVISTA著称的红外线望远镜覆盖了更大的空域范围（1.5平方度），但它的观测深度不够远。科学家在未来的研究中有可能将UDS和UltraVISTA这两个勘测项目结合为一个整体，在今后几年的探测活动中，科学家在高红移性的宇宙深空可能取得突破性的研究进展。

超深勘测项目(UDS)的最大目标是在星系如何形成的方面，最早的恒星和星系是在什么时间形成的？科学家期待在这一研究领域投下智慧的光芒，为过去130亿年的星系演变过程绘制图表，在宇宙极早期的130亿年前，宇宙“开天霹雳”的大爆炸事件仅仅过去了大约8.2亿年。在过去的10年，UDS科学团队的研究人员一直在“埋头苦干”，他们反复观测了太空的同一片区域，依据了光学和红外线的技术，对遥远天体发出的光线进行了观测和信号收集。

遥远的天体处在深空的位置，它们发出的光线产生了红移。阿尔曼尼解释说，恒星在光学波段发出了最多的辐射，在超远距离的高红移过程中，光学波段的辐射红移到了近红外线的波段，通过对星光近红外线的勘测，研究人员获得了早期宇宙中星系最小偏差的普查数据，同时对恒星质量做出了最好的测量。深空光学的勘测仅能探测到在紫外线波段发出了明亮光线的星系，光学波段的勘测必然出现了偏差，尘埃遮蔽了星系的图像，有些星系似乎停止了恒星诞生的过程。

超深勘测项目(UDS)已积累了1000多个小时的曝光量，研究人员一共探测了25万个星系，其中的几百个星系诞生在宇宙大爆炸事件之后的大约10亿年，全英天文学大会展示了最后的图像数据，在整体上覆盖了一个4倍于满月尺度的空域，在空间深度上则达到了史无前例的距离。在UDS项目发布数据之前，相关的数据已导致了几项科学成果的产生，其中包括宇宙最早期星系的特征，星系在时间进程中完成的构造过程，星系的大尺度分布，暗物质对星系分布带来的影响。在最新发布的数据指引下，科学家可以期待更多的研究成果，在未来的几年，世界各国的天文学家将会对星系形成和演变的早期特征开展研究。

阿尔曼尼解释说，在UDS和UltraVISTA两大项目的支持下，科学家现在具有了对大范例的遥远星系进行研究的能力，少量星系范例与每一个阶段的数千个星系范例有所不同，可以实现对星系群体性演变的对比研究，包括星系群在宇宙大尺度的分布结构，它们在暗物质的作用下汇聚成了宇宙网。大数量范例星系带来了一种可能，他们可以寻找一些罕见而重要的星系种类，诸如处在过渡期的星系。

为何很多大质量的星系突然停止了恒星的诞生呢？这是星系物理学的一个关键性目标，恒星诞生的“嘎然而止”行为大约发生在100亿年以前。如何从碟盘状星系转变为椭圆状星系？星系物理学有诸多的难题。科学团队最近确证了数百个在宇宙早期处于转变过程的范例星系，他们正在积极探索这种快速转变的星系动力学机制。

在星系勘测和大尺度结构的研究领域，星系的形成和演变、星系的勘测和大尺度结构是两个在全英天文学年度大会上讨论得最多的主要问题，UDS科学团队发布的图像数据非常契合天文学大会拟定的两大主题，其它的天文学课题包括了太阳科学、行星和恒星科学、引力波天文学、考古天文学、天体化学、天文学教育和科普等。欧洲航天局的科学家在全英天文学的大会上“不失时机”地呈现了最新的木星红外线图像，而航天局发射的朱诺号航天器预计不久将会到达木星。

（编译：2016-7-2）