国家天文台参与的 DESI 项目发布最大宇宙图谱和暗能量演化证据

IT之家 3 月 27 日消息，据中国科学院国家天文台消息，在本月（北京时间 3 月 20 日）美国物理学会年会上，国家天文台深度参与的暗能量光谱巡天（DESI）合作组向全球发布了关于暗能量的最新研究成果，并同步公开了该项目首年的光谱数据。

▲美国基特峰国家天文台的 4 米 Mayall 望远镜，来源：美国国家光学红外实验室（NOIRLAB）

IT之家从中国科学院国家天文台获悉，DESI 是一个由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室牵头、全球 70 多家机构的 900 余名科研人员共同参与的国际暗能量实验。该项目利用美国基特峰国家光学天文台的 4 米 Mayall 望远镜，通过 5,000 根光纤收集遥远星系的光线。

在理想观测条件下，DESI 每 20 分钟便可收集 5,000 个天体的数据，单夜最多捕获超 10 万个星系。研究人员据此能够测定光线由于宇宙膨胀而“红移”的程度，从而以三维形式绘制宇宙并重建其详细的成长历史。

根据合作组研究，他们运用前三年收集的数据，结合其他巡天信息，发现暗能量对宇宙膨胀的影响可能随着时间的推移而减弱，这一发现表明有可能存在超出现行宇宙标准模型的新物理。

在此次发布中，DESI 合作组还向全球公开了首年观测数据，构建迄今最大的宇宙三维地图。该数据集包含了近 1,870 万个星系、类星体和恒星的信息。其中河外天体数量也是此前所有光谱巡天项目的总和的两倍以上。

国家天文台邹虎团队积极参与了 DESI 项目的科学运行，并在数据释放中贡献了重要的增值星表，推动了科学发现的进展。国家天文台赵公博团队牵头 DESI 国际合作组开展暗能量动力学性质研究，相关研究成果将于近期向全球发布。

DESI 合作组利用目前最大规模的宇宙三维地图（涵盖近 1,500 万个星系与类星体）追踪了过去 110 亿年间暗能量的影响。研究人员综合了 DESI 数据、宇宙微波背景、超新星及弱引力透镜的研究成果，发现现行宇宙学标准模型难以解释所有观测结果，而暗能量随时间变化的模型与这些数据的吻合度更高。广泛认为的“宇宙学常数”暗能量可能以意想不到的方式随时间演化，这向现行标准宇宙学模型提出了挑战。

目前，支持暗能量演化的证据尚未达到物理学上黄金标准的“5”发现阈值，结合 DESI 数据与其它研究的数据集后，当前置信度范围在 2.8 至 4.2之间。随着巡天工作的进展，置信度可能会达到黄金标准，这将推动现有标准宇宙学模型的修正。

▲DESI 观测的联合限制偏离了标准宇宙学模型，给出了暗能量演化的证据。来源：DESI 国际合作组

DESI 合作组在此次发布中还公开了首年的数据。这一数据集创下同类之最，包括约 400 万颗恒星、1,310 万个星系和 160 万个类星体，数据量较 DESI 早期数据发布（EDR）增加约 10 倍，天区覆盖范围扩大了 7 倍。DR1 包含了 2021 年 5 月至 2022 年 6 月“主巡天”的首年数据，以及此前五个月的“巡天验证”阶段数据。

▲DESI 观测的宇宙地图切片，来源：DESI 国际合作组