在近期一係列天文學重磅研究中,暗能量研究項目以數億(yi) 個(ge) 天體(ti) 繪出有史以來最大星係圖、斯隆數字化巡天捕獲了來自約數萬(wan) 個(ge) 類星體(ti) 的光、阿塔卡馬大型毫米/亞(ya) 毫米陣列繪製了附近星係中超過十萬(wan) 個(ge) “恒星托兒(er) 所”……這些成果可以說為(wei) 未來數十年的巡天調查鋪平了道路,同時,它們(men) 也標誌著天文學的大數據研究時代真正開始。
神秘巨弧:依靠40000個(ge) 類星體(ti) 的光
通過望遠鏡測量類星體(ti) 的光譜,就能知道類星體(ti) 的光所經的“旅程”,特別是那些光被吸收的部分。但如果想發現點“特別的”,尤其是“特別大的”,那你還需要有足夠多的類星體(ti) 光譜樣本才行。
6月在美國天文學會(hui) 舉(ju) 行的線上會(hui) 議上,來自英國中央蘭(lan) 開夏大學的團隊公布一項最新發現:他們(men) 通過研究斯隆數字化巡天所捕獲的來自約40000個(ge) 類星體(ti) 的光,在92億(yi) 光年之外的地方發現了一個(ge) 難以想象的由星係構成的巨型大弧結構。
在繪製工作中,這是一條巨大的、近乎對稱的曲線,它位於(yu) 牧夫座,寬度跨越了33億(yi) 光年,覆蓋幾十個(ge) 星係,跨度約為(wei) 可觀測宇宙半徑的1/15。
以目前我們(men) 能理解的宇宙學來看,宇宙中大尺度結構的理論極限是12億(yi) 光年。但這個(ge) 巨弧的跨度幾乎是極限的3倍了。
隨後的三次檢驗中,科學家證明了這個(ge) 這個(ge) 巨弧真實存在——這並不是一次誤算。那它究竟是什麽(me) ?罕見巧合?未知組合?它的出現,已經讓科學家質疑宇宙學的標準模型中的大尺度結構極限。毫無疑問,在未來一段時間裏,它都將是天文學探秘中的一個(ge) 重大挑戰。
星係普查:繪製100000個(ge) “恒星托兒(er) 所”
宇宙中的每一個(ge) 恒星“托兒(er) 所”,在其生涯中都可以形成數千甚至數萬(wan) 顆新恒星。而天空中的每一顆星星,包括我們(men) 的太陽,都誕生於(yu) 這類“托兒(er) 所”。
稍早時間,美國俄亥俄州立大學的“宇宙製圖師”們(men) ,利用阿塔卡馬大型毫米/亞(ya) 毫米陣列完成了對附近宇宙中分子雲(yun) 的首次星係普查,繪製出了一係列震撼人心的“恒星托兒(er) 所”圖譜。
這項研究持續了整整五年,研究團隊前所未有地詳細調查了我們(men) 所知的宇宙中恒星形成區域,包括星係盤、星條、旋臂和中心的分子氣體(ti) 特性和恒星形成過程的異同,繪製了附近90個(ge) 星係中的10萬(wan) 多個(ge) “托兒(er) 所”,以提供對恒星起源的見解。
正是仰仗於(yu) 足夠多的調查對象,此次科學家得出與(yu) 之前觀點相反的理解,那就是:“恒星托兒(er) 所”的構成十分多樣化,恒星誕生的效率也低得多,雖然,這依然是一片黑暗與(yu) 暴力的場所。
這是科學家第一次獲得如此廣泛的恒星形成的真實情況,也是第一次清楚地了解附近“恒星托兒(er) 所”的數量,其正在回答“我們(men) 來自哪裏”的終極命題,但同時,也帶來了許許多多需進一步探索的謎團。
宇宙地圖:近3億(yi) 星係為(wei) 基礎
幾乎在前兩(liang) 項研究發表的同一時間,國際暗能量研究項目公開了29篇新論文,包括有史以來最大的星係圖,以及延伸了70億(yi) 光年的天文學探索。
這是迄今對宇宙的組成和變化最為(wei) 精確的測量,相當於(yu) 既給出了當前宇宙大尺度結構的“快照”,亦提供了過去70億(yi) 年中結構演變的“電影”。但它的基礎,是研究組對2.26億(yi) 個(ge) 星係的調查。
“這個(ge) 數據集實在是太強大了。”英國愛丁堡大學天文學家凱瑟琳·海曼斯這樣感歎,研究組幾乎重建了宇宙中質量在不同時間和空間的分布。
而這一結果僅(jin) 僅(jin) 來自第1個(ge) 三年裏采集的數據,整個(ge) 采集工作已曆時了六年,不久的將來,必然還有更多的數據公布。
從(cong) 明年開始,兩(liang) 個(ge) 新天文台也會(hui) 加入——智利的Vera Rubin天文台以及歐洲空間局的Euclid太空望遠鏡。它們(men) 將以空前的深度進行弱引力透鏡研究,而且會(hui) “覆蓋整片天空”,推動天文學的大數據研究實現飛躍。
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