請各位天文學家們準備好你們的望遠鏡:DESI 團隊(DESI Legacy Imaging Surveys)已發布了歷來規模最大的宇宙二維彩色地圖。這張擁有 5.6 兆像素的地圖,包含了近 40 億個天體,其中主要是恆星和星系。這些數據開放給所有人使用,並可透過 Legacy Survey Sky Viewer 公開瀏覽。

天文學家和公民科學家們可以探索這張地圖,或將其與自己的觀測結合,以更深入地了解我們的宇宙。研究人員可以尋找重力透鏡等罕見現象,觀測超新星等短暫事件,並探究物理學兩大謎團:暗物質(佔宇宙質量的大部分、不可見的物質)和暗能量(驅動宇宙加速膨脹的力量)。

這張新地圖建立在 DESI 團隊先前版本的基礎上,這些版本已經被證明是無價的。迄今為止,已有超過 1,800 篇引用了 Legacy Surveys 數據的科學論文發表。

「這已經是天文研究結構的一部分了,」Legacy Surveys 的聯合負責人、美國能源部勞倫斯伯克萊國家實驗室(Berkeley Lab)的科學家 David Schlegel 表示。「當你今天研究天文物體時,通常會先打開 Legacy Imaging Viewer 來看看你正在觀察什麼。」

這張更新的地圖涵蓋了可見光和近紅外光下的天空約 75%,提供了對銀河系外宇宙的深入視角,不受我們自身銀河系塵埃和恆星的阻礙。研究人員預計,這張地圖將在未來許多年內保持其作為最全面的宇宙二維地圖的地位。

超過 160 位科學家為該項目的數據收集做出了貢獻,而一個由 20 人組成的團隊則製作了今天發布的最終數據集。該數據集結合了來自三個地面天空巡天項目的 263,407 張望遠鏡曝光影像:美國國家科學基金會(NSF)塞羅托洛洛美洲際天文台的暗能量相機巡天(DECaLS)、美國國家科學基金會基特峰國家天文台的 Mayall z 波段巡天(MzLS),以及亞利桑那大學史都華天文台的北京-亞利桑那巡天(BASS)。此外,還整合了美國國家航空暨太空總署(NASA)的廣域紅外巡天探測器(WISE)衛星任務多年的數據以及其他公開數據。

「對我們的團隊來說,這些數據是我們研究宇宙膨脹歷史和我們星系形成過程的基礎,」Legacy Surveys 的聯合負責人、美國國家科學基金會國家光學紅外天文研究計畫(NOIRLab)的天文學家 Arjun Dey 表示。「但天空屬於每個人,而這項巡天讓每個人都有機會探索天空並驚嘆於它的奇妙。」

DESI 團隊的 Legacy Imaging Surveys 最初是為了準備暗能量光譜儀(DESI)的巡天任務而進行的。Legacy Surveys 的二維地圖本質上是天空的深層照片;它記錄了星系和恆星出現的位置以及它們的亮度。這個關鍵步驟使 DESI 能夠選擇目標,並測量它們在不同波長下的光,以確定它們的距離,從而構建有史以來最大的高解析度三維地圖。科學家們研究不同宇宙年齡時星系的聚集方式,以追蹤暗能量隨時間的變化。

2026 年 4 月,DESI 提前完成了其最初的五年巡天任務,觀測到的天體數量遠超預期。早期結果顯示出令人驚訝的跡象,表明暗能量的影響可能隨時間減弱——這是一個可能影響我們宇宙預期命運的範式轉變。DESI 預計將在 2027 年發布使用其前五年數據的改進結果,並將於 2028 年繼續進行觀測。

DESI 在觀測星系方面效率極高,以至於 Legacy Surveys 地圖需要擴展。Schlegel,同時也是 DESI 的研究人員,表示:「很早就很清楚,我們可能會用完要看的星系和要看的空間,我們最好開始著手處理這件事。」新的 Legacy Surveys 地圖自 2026 年 6 月起已被用於選擇 DESI 的目標,並將在未來幾年指導望遠鏡的操作。

合併數十萬張在 2,285 個夜晚拍攝的影像,每個夜晚都有獨特的大氣和望遠鏡條件,這是一項巨大的計算工作。開發電腦程式碼花了約一年時間,並在伯克萊實驗室的國家能源研究科學計算中心(NERSC)的 Perlmutter超級電腦上處理了所有影像,耗時八週。

除了支援 DESI,Legacy Surveys 也將成為下一代望遠鏡的基礎參考。隨著 NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory(由 NSF 和 DOE 的科學辦公室聯合資助)和 NASA 的 Nancy Grace Roman Space Telescope 等新天文台投入使用,研究人員可以將他們的觀測與有史以來最全面、最深入的天空視圖之一進行比較。

Legacy Surveys 的數據也將有助於科學家訓練人工智能工具,以分析數 PB 的天文數據並加速新的發現。它將是美國科學雲(American Science Cloud)中天體物理學試點項目的一部分數據集,而美國科學雲是 DOE Genesis Mission 的一部分。

DESI Legacy Imaging Surveys 由美國能源部高能物理辦公室;國家能源研究科學計算中心(DOE 科學辦公室用戶設施);美國國家科學基金會天文科學部;以及合作機構提供支持。

DESI 由 DOE 科學辦公室和 NERSC 提供支持。DESI 的額外支持來自 NSF;英國科學技術設施委員會;戈登和貝蒂摩爾基金會;海辛-西蒙斯基金會;法國替代能源與原子能委員會(CEA);墨西哥科學、人文、技術和創新秘書處(SECIHTI);西班牙科學和創新部;以及 DESI 成員機構。

勞倫斯伯克萊國家實驗室(Berkeley Lab)致力於開創性的研究,專注於發現科學和提供豐富可靠的能源供應解決方案。該實驗室的專業知識涵蓋材料、化學、物理、生物、地球與環境科學、數學和計算。來自世界各地的研究人員依賴該實驗室世界一流的科學設施進行他們自己的開創性研究。伯克萊實驗室成立於 1931 年,秉持著最宏大的問題最適合由團隊解決的信念,其科學家們已獲得 17 項諾貝爾獎。伯克萊實驗室是由加州大學為美國能源部科學辦公室管理的多元計畫國家實驗室。