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在黑暗能量上闪耀新光:DES发布了7亿个对象的目录

时间:2022-05-17 11:58:03来源:

椭圆形星系的特征通常是与螺旋形星系(其中一个在左侧)相比,它们具有相对光滑的外观,螺旋形星系具有更多的絮状结构,与尘埃通道和螺旋臂交织在一起。在双鱼座星系中,NGC 474的距离约为1亿光年。该图显示了NGC 474周围的异常结构,其特征是潮汐尾巴和由数亿颗恒星组成的壳状结构。这些特征是由于最近的合并(在最近的十亿年之内)或与较小的下降矮星系的紧密相互作用所致。

暗能量调查(Dark Energy Survey)已发布了长达六年的大量公共数据,收集了天文数据和经过校准的图像。《调查》七年历史中的第二次数据发布包含近7亿个天文物体的数据,是今天和明天在美国天文学会第237次会议上讨论的主题。

DR2是《暗能量调查》(DES)的图像和对象目录的第二版。这是超过十年的天文数据收集和分析的高潮,其最终目的是理解宇宙的加速膨胀和被认为是造成膨胀的暗能量现象。暗能量调查是一项全球合作,包括能源部(DOE)的费米国家加速器实验室(Fermilab),国家超级计算应用中心(NCSA)和NSF的NOIRLab。

DR2包括一个将近7亿个天文物体的目录,建立在用调查的先前数据版本(DR1)分类的4亿个物体的基础上,并且还通过完善校准技术对其进行了改进,借助DR2的更深层组合图像,可以得出改进了对物质在宇宙中的数量和分布的估计。它是迄今为止发布的最大的天文目录之一。

世界各地的天文学研究人员可以访问这些空前的数据,并对它们进行挖掘,以发现有关宇宙的新发现,这是对黑暗能源调查合作组织正在进行的研究的补充。完整的数据发布可在此处访问,可供科学家和公众探索。

不规则的矮星系IC 1613包含大约1亿颗恒星,并且是我们本地星系组的成员,该星系组还包括我们的银河系,仙女座螺旋星系和麦哲伦星云。它的距离为240万光年,并包含造父变星的一些示例,这些变星是宇宙距离阶梯的关键校准器。它的大部分恒星是在70亿年前形成的,与其他活跃的矮矮星不规则物体(例如大和小的麦哲伦星云)不同,今天它似乎没有正在形成恒星。在IC 1613
的右下方,一个人可能会看到一个背景星系星团(距离IC 1613远百倍),它由数十个橙黄色斑点组成,以一对巨型星团的椭圆星系为中心。在不规则星系的左侧是鲸鱼鲸鱼星座中的第六个前景明亮的银河系恒星,该星系因其尖锐的衍射峰以45度角辐射而被识别为恒星。

一项早期结果与建造RR天琴星脉动星表有关,它向科学家介绍了银河系边缘以外的空间区域。在这个几乎没有恒星的区域,RR天琴星的运动暗示存在着巨大的“暗晕”无形暗物质,这可能为我们近120亿年的银河系组装提供了线索。在另一个结果中,DES科学家使用了广泛的DR2星系目录,以及来自LIGO引力波实验的数据,来估计黑洞合并的位置,并且独立于其他技术,推断出哈勃常数的值,这是一个关键的宇宙学范围。将他们的数据与其他调查相结合,DES科学家还能够生成银河系矮卫星的详细地图,从而使研究人员能够深入了解我们自己的银河系是如何组装的以及如何与宇宙学家的预测相比较。

在双鱼座星系中,NGC 474的距离约为1亿光年。该图显示了NGC 474周围的异常结构,其特征是潮汐尾巴和由数亿颗恒星组成的壳状结构。

基于完整的六年DES数据集的详细精密宇宙学约束将在未来两年内出台。

DES的构想是绘制数亿个星系的地图,并绘制出在暗能量影响下不断扩展的宇宙的大小。迄今为止,DES已经绘制出了从星系微弱透镜产生的最大,最准确的暗物质图。

这项调查数据覆盖了南部5000平方度的天空,除了针对暗能量的调查之外,还进行了许多其他调查,涵盖了广泛的宇宙距离-从发现附近的新太阳系物体到调查第一个恒星形成星系的性质。在早期的宇宙中。

不规则的矮星系IC 1613包含大约1亿颗恒星,并且是我们本地星系组的成员,该星系组还包括我们的银河系,仙女座螺旋星系和麦哲伦星云。

“这是一个重要的里程碑。六年来,“暗能量调查”(Dark Energy Survey)合作拍摄了夜空中遥远的天体的照片。现在,在仔细检查了暗能量相机捕获的图像的质量和校准之后,我们将向公众发布第二批数据。费米实验室和芝加哥大学的DES总监Rich Kron说。“我们邀请专业和业余科学家共同研究我们认为有待发现的丰富宝石矿。”

由能源部(DOE)制造的暗能量相机(DECam)安装在智利中北部塞罗·托洛洛美洲天文台(CTIO)的维克多·M·布兰科4米望远镜上。望远镜的建造始于1969年,主要铸成主镜。塞罗·托洛洛(Cerro Tololo)山顶的组装工作于1974年完成。建成后,它是世界第三大望远镜,仅次于加利福尼亚帕洛玛天文台的200英寸黑尔望远镜和俄罗斯南部的BTA-6,并且是南半球最大的望远镜(该名称为22年)。它后来于1995年被命名,以纪念波多黎各天文学家,前CTIO主任维克多·M·布兰科。

美国能源部制造的用于收集这些图像的主要工具是暗能量照相机(DECam),安装在国家科学基金会资助的维克托·M·布兰科4米望远镜上,该望远镜是塞罗·托洛洛美洲天文台(CTIO)的一部分),这是NSF NOIRLab的计划。从2013年到2019年的每个星期,DECam都会收集数千幅南部天空的图像,从而释放出大量潜在的宇宙学见解。

暗能量相机(DECam)焦平面由62个2048 x 4096 CCD的科学阵列组成。此外,还有四个2048 x 2048导向CCD和八个2048 x 2048聚焦和对准CCD。这些LBNL设计的CCD带有抗反射涂层的量子效率进行了红色优化,在900 nm处大于90%,在400-1000 nm范围内大于60%。暗能量调查CCD由Dalsa制造,并由Lawrence Berkeley国家实验室(Berkeley Lab)进行了进一步处理。然后将它们包装并由能源部(DOE)的费米实验室(Fermilab)进行测试。DECam由美国能源部制造。

捕获后,这些图像(及其周围的大量数据)将通过DES数据管理(DESDM)项目传输到NCSA进行处理。通过使用NCSA的Blue Waters超级计算机,伊利诺伊州校园集群以及Fermilab的计算系统,NCSA可以为研究和公共消费准备经过校准的数据产品。将大约一年的数据处理成可搜索的可用目录大约需要四个月的时间。DES DR2托管在NSF NOIRLab计划的社区科学和数据中心(CSDC)中。CSDC提供软件系统,用户服务和开发计划,以连接和支持NOIRLab望远镜的科学任务,包括CTIO的Blanco望远镜。

暗能量相机(DECam)焦平面与人的大小相比。DECam由能源部(DOE)制造。

CSDC的Astro数据实验室项目科学家Robert Nikutta说:“由于当今的天文数据集是如此之大,因此对于个体研究人员或大多数组织来说,处理它们的成本高得令人望而却步。”“ CSDC提供了对诸如DES DR2之类的大型天文数据集的开放访问,以及用于探索和利用它们的必要工具-所要做的就是让社区中的某个人聪明地发现新的令人兴奋的科学。”

VíctorM. Blanco 4米望远镜高高耸立在智利的塞罗·托洛洛美洲观测站(CTIO)。Blanco于1976年开始运营,为天文学家在南半球提供世界一流的天文台,并且继续产生前沿科学。Blanco目前配备了Dark Energy Camera(DECam),这是一台最先进的500兆像素相机,已在2019年初完成了为期五年的Dark Energy Survey。DECam继续执行其扩大的任务,并为天文学家提供了研究暗能量,系外行星等的强大工具。

NSF的NOIRLab(国家光学红外天文研究实验室)是美国地面光学红外天文学的中心,它运营着国际双子座天文台(NSF,NSC-加拿大,ANID-智利,MCTIC-巴西,MINCyT-阿根廷的设施) ,韩国大韩民国(KASI),基特峰国家天文台(KPNO),美洲塞罗·托洛洛美洲天文台(CTIO),社区科学和数据中心(CSDC)和维拉·鲁宾天文台(与DOE的SLAC National合作)加速器实验室)。它由美国天文研究大学协会(AURA)根据与NSF的合作协议进行管理,总部位于亚利桑那州图森。天文学界很荣幸能有机会在亚利桑那州的伊奥卡姆·杜格(Kitt Peak),夏威夷的毛纳基亚(Maunakea)以及智利的Cerro Tololo和CerroPachón进行天文学研究。我们认识到并承认这些遗址分别对Tohono O’odham民族,夏威夷土著社区和智利当地社区具有非常重要的文化作用和崇敬作用。

这项工作得到了美国能源部科学办公室的部分支持。“暗能量调查”是来自七个国家/地区的26个机构的400多位科学家的合作。DES项目的资金由美国能源部科学技术办公室,美国国家科学基金会,西班牙科学和教育部,英国科学技术设施委员会,英国高等教育拨款委员会,苏黎世联邦理工学院提供。瑞士,伊利诺伊大学厄本那-香槟分校国家超级计算应用中心,芝加哥大学卡夫利宇宙物理研究所,俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心,德克萨斯州A&M米切尔基础物理学和天文学研究所大学,金融发展基金会,卡洛斯·卡加斯·卡纳斯基金会,里约热内卢的埃斯帕多·佩斯基萨·皮埃尔基·德萨尔瓦多·德·西尼采,德·科尼戈蒂科和特尼科洛奇·米尼西里奥·德·科尼西亚·德·科诺奇,德黑兰奇能源研究所和德意志合作研究机构。

伊利诺伊大学香槟分校的NCSA为该国的科学企业提供超级计算和高级数字资源。在NCSA,伊利诺伊州大学的全体教职员工,学生和合作者使用先进的数字资源来应对科研领域的巨大挑战,从而造福科学和社会。在过去30多年的时间里,NCSA通过将行业,研究人员®和学生聚集在一起,以快速,大规模的方式应对巨大的挑战,已在《财富》 50强企业中取得三分之一的进步。

费米实验室(Fermilab)是美国首屈一指的粒子物理和加速器研究国家实验室。费米实验室是美国能源部科学办公室的实验室,位于伊利诺伊州芝加哥附近,并由费米研究联盟有限责任公司(Fermi Research Alliance LLC)承包经营,费米研究联盟有限责任公司是芝加哥大学与大学研究协会的联合伙伴关系。

美国能源部科学办公室是美国物理科学基础研究的最大支持者,并致力于解决当今时代最紧迫的挑战。

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