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我科學(xué)家從星系巡天獲得迄今最強(qiáng)暗能量觀測證據(jù)

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2020-07-20 13:57:34 字號：A- A A+ 來源：觀察者網(wǎng)

最后更新: 2020-07-20 14:12:38

據(jù)國家天文臺網(wǎng)站消息，北京時間2020年7月20日，eBOSS國際合作組向全世界發(fā)布最新一批研究成果。其中包括以國家天文臺趙公博研究員、王鈺婷副研究員分別為第一作者的兩篇暗能量研究方面的科學(xué)論文。

基于目前國際上最大規(guī)模的星系巡天eBOSS項目，趙公博團(tuán)隊開發(fā)新的理論及數(shù)據(jù)分析方法，利用兩類星系樣本的交叉關(guān)聯(lián)，在距今7億到18億光年的宇宙時空范圍內(nèi) (該范圍此前從未被探索)，成功測量了宇宙背景膨脹及結(jié)構(gòu)增長率 (見圖1)。

圖1. SDSS星系巡天近20余年 (1998-2019) 以來宇宙探索示意圖。來源：eBOSS國際合作組。

趙公博解釋說：“此工作在11個標(biāo)準(zhǔn)差水平證實(shí)了暗能量的存在，是迄今為止依托星系巡天得到的最強(qiáng)暗能量觀測證據(jù) (圖2)。該研究發(fā)現(xiàn)eBOSS觀測數(shù)據(jù)支持我們此前發(fā)現(xiàn)的暗能量動力學(xué)行為。

圖2. 基于最新eBOSS觀測得到的暗能量組分限制。來源：趙公博等，(eBOSS合作組)，2020。

星系巡天宇宙學(xué)的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)處理，特別是對于觀測統(tǒng)計誤差及系統(tǒng)誤差的分析。eBOSS是國際上首個在寬廣時空范圍內(nèi)開展的多目標(biāo)巡天，為開展交叉關(guān)聯(lián)分析創(chuàng)造了條件 (見圖3)。“交叉關(guān)聯(lián)不僅可以減小統(tǒng)計誤差，更重要的是能夠有效控制系統(tǒng)誤差，得到更加準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果。”，王鈺婷說。

圖3. 基于eBOSS 巡天數(shù)據(jù)得到的兩類星系的兩點(diǎn)關(guān)聯(lián)函數(shù)。來源：王鈺婷等，(eBOSS合作組)，2020。

暗能量是目前宇宙的主體成分，揭示其本質(zhì)具有重大的科學(xué)意義。eBOSS國際合作組由包括國家天文臺在內(nèi)的30余所國際一流天文研究單位組成。自2014年運(yùn)行以來，eBOSS項目歷時6年，在紅移0.6到2.2之間，獲取了近100萬條星系光譜，取得了一系列重要的科學(xué)結(jié)果，圓滿完成科學(xué)任務(wù)。

作為eBOSS國際合作組科學(xué)工作組負(fù)責(zé)人，趙公博自2015年起參與領(lǐng)導(dǎo)eBOSS項目的巡天觀測、數(shù)據(jù)處理及暗能量等前沿宇宙學(xué)應(yīng)用研究。此研究為后續(xù)基于我國空間站望遠(yuǎn)鏡，DESI，PFS等更大規(guī)模星系巡天開展暗能量本質(zhì)的研究奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。
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