科學最前沿——最近,科學家對暗能量有了新的認識

2021-01-18 老胡說科學

與螺旋星系相比,橢圓星系通常具有相對光滑的外觀,螺旋星系有更多的絮凝結構,與塵埃帶和旋臂交織在一起。NGC 474距離雙魚座約1億光年。這張圖片顯示了NGC 474周圍不尋常的結構,其特徵是由數億顆恆星組成的潮汐尾和貝殼狀結構。這些特徵是由於最近的合併(在過去10億年內)。

暗能量巡天計劃發布了大量的公開收集的天文數據和經過6年校準的圖像。包含了近7億個天體的數據,這是該調查七年來的第二次數據發布,是美國天文學會第237屆會議的主題。

DR2是暗能量巡天計劃(DES)第二次發布的圖像和目錄。這是超過五年的天文數據收集和分析的結果,最終目標是了解宇宙加速膨脹的速度和暗能量現象,暗能量被認為是導致膨脹的原因。暗能量調查是一個全球性的合作項目,包括費米國家加速器實驗室(Fermilab)、國家超級計算應用中心(NCSA)和美國國家科學基金會(NSF)的NOIRLab。

DR2是建立在DR1的基礎上,包括近7億天體的目錄。並且通過改進校準技術來改進它,可以改進對宇宙中物質的數量和分布的估計。這是迄今為止最大的天文目錄之一。世界各地的天文研究人員可以訪問這些前所未有的數據,並對它們進行挖掘,從而對宇宙做出新的發現,以補充暗能量調查合作組織正在進行的研究。

一個早期的研究告訴科學家銀河系邊緣以外的空間區域。在這個幾乎沒有恆星的區域,天琴座恆星的運動暗示著一個巨大的不可見的暗物質暈的存在,這可能為銀河系在過去120億年是如何進化的提供線索。在另一個結果中,DES的科學家們利用廣泛的DR2星系目錄,以及LIGO引力波實驗的數據,來估計黑洞合併的位置,推斷出一個關鍵的宇宙學參數哈勃常數的值。將他們的數據與其他調查相結合,DES的科學家們還能夠生成一幅銀河系矮衛星的詳細圖,讓研究人員了解我們自己的星系是如何組成的,以及它如何與宇宙學家的預測相比較。

暗能量相機(DECam)建成後,將是世界上第三大望遠鏡,也是南半球最大的望遠鏡。DES的構想是繪製數以億計的星系,並繪製宇宙在暗能量影響下加速膨脹時的大小。DES從星系弱透鏡中繪製出了迄今為止最大、最精確的暗物質圖。

調查數據覆蓋了南方5000平方度的天空,除了暗能量之外,還能進行許多其他的研究,涵蓋了廣闊的宇宙範圍,從發現新的鄰近太陽系物體到研究早期宇宙中第一個恆星形成星系的性質。

這是一個重要的裡程碑。在過去的六年裡,暗能量調查合作組織拍攝了夜空中遙遠天體的照片。現在,在仔細檢查了暗能量相機捕獲的圖像的質量和校準後,研究小組將向公眾發布第二批數據。

用於收集這些圖像的主要工具是暗能量相機,安裝在美國國家科學基金會資助的望遠鏡上。從2013年到2019年,暗能量相機每周都會收集數千張南方天空的圖像,開啟了一個宇宙學寶庫。

這些圖像將被轉移到NCSA,通過DES數據管理項目進行處理。利用NCSA的超級計算機和費米實驗室的計算系統,NCSA準備了供研究和公眾使用的校準數據產品。它花了大約四個月的時間將一年的數據處理成一個可搜索的、可用的目錄。

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