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编者按：来自暗能量光谱仪（DESI）的第一批数据现在可供研究人员挖掘。在实验的“调查验证”阶段拍摄的数据，包括遥远的星系和类星体，以及我们银河系中的恒星。这份关于暗能量光谱仪（DESI）早期数据集的新闻稿最初由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室发布。

暗能量光谱仪器位于基特峰国家天文台的梅奥尔4米望远镜的顶部。图片来源:Marilyn Sargent/伯克利实验室

宇宙很大，而且越来越大。为了研究暗能量，即宇宙加速膨胀背后的神秘力量，科学家们正在使用暗能量光谱仪器（DESI）绘制4000多万个星系、类星体和恒星的地图。今天，该合作公开发布了第一批数据，有近200万个物体供研究人员探索。

80TB的数据集来自2020年和2021年实验“调查验证”阶段六个月内的2480次曝光。在打开仪器和开始正式科学运行之间的这段时间里，研究人员确保他们使用望远镜的计划能够达到他们的科学目标——例如，通过检查观察不同亮度的星系所需的时间，以及验证要观察的恒星和星系的选择。

DESI的联合发言人、美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）的科学家纳塔莉·帕朗克-德拉布鲁维尔说：“DESI工作得如此之好，在调查验证期间所获得的科学级数据量与之前完成的天空调查相当，这是一项巨大的成就。这一里程碑表明，DESI是一个独特的光谱工厂，它的数据不仅可以研究暗能量，而且还将被整个科学界所垂涎，以解决其他主题，如暗物质、引力透镜和星系形态?！?br />

近期，该合作组织还发表了一系列与早期数据发布相关的论文，其中包括对星系团的早期测量，对罕见天体的研究，以及对仪器和调查操作的描述。这些新论文建立在DESI于4月发表的第一次宇宙距离尺度测量的基础上，该测量使用了前两个月的常规调查数据（未包括在早期数据发布中），也显示了DESI实现其设计目标的能力。

DESI使用5000个机器人定位器来移动光纤，这些光纤可以捕捉数百万或数十亿光年外物体发出的光。它是世界上最强大的多目标巡天光谱仪，能够在一个晚上测量超过10万个星系的光。这种光告诉研究人员一个物体有多远，从而建立一个三维宇宙地图。

法国替代能源和原子能委员会（CEA）的科学家克里斯托弗·耶切说：“调查验证对DESI非常重要，因为它允许我们-在开始主要调查之前-调整我们对所有物体的选择，包括恒星、明亮星系、发光红星系、发射线星系和类星体?！彼悄勘暄≡裥∽榈牧狭斓??！拔颐且丫芄挥呕颐堑难≡?，并确认我们的观察策略?！?br />

随着宇宙的膨胀，光的波长被拉长，使其变得更红——这种特征被称为红移。星系越远，红移越大。DESI专门收集红移，然后可以用来解决天体物理学中一些最大的难题:暗能量是什么，以及它在整个宇宙历史中是如何变化的。

虽然DESI的主要目标是了解暗能量，但许多数据也可以用于其他天文研究。例如，早期发布的数据包含了一些众所周知的天空区域的详细图像，比如哈勃深空。

伯克利实验室负责DESI数据管理的科学家斯蒂芬·贝利说:“我们已经深入到天空中，探索了一些人们常去的地方?！薄拔颐窃谄渌缜行巳さ牧煊蚺纳懔擞屑壑档墓馄淄枷瘢颐窍Ｍ渌四芾谜庑┦萁懈嗟目蒲а芯?。”

两个有趣的发现已经浮出水面:有证据表明恒星大量迁移到仙女座星系，以及遥远得令人难以置信的类星体，即有时在星系中心发现的极其明亮和活跃的超大质量黑洞。

“我们观察到了一些非常深的区域。“人们已经研究了这些数据，发现了非常高的红移类星体，它们仍然非常罕见，基本上任何发现都是有用的，”伯克利实验室的博士后研究员安东尼·克雷明说，他领导了早期数据发布的数据处理?！罢庑└吆煲评嘈翘逋ǔＪ怯梅浅４蟮耐毒捣⑾值?，所以DESI——一个较小的4米测量仪器——可以与那些较大的专用天文台竞争，这是我们非常自豪的成就，并展示了仪器的卓越吞吐量。”

调查验证也是一个测试将DESI的10个光谱仪(将星系的光分成不同颜色)的原始数据转化为有用信息的过程的机会。

美国国家能源研究科学计算中心（NERSC）的数据架构师劳里·斯蒂芬说:“如果你看着它们，直接从相机中传来的图像看起来就像胡编乱造的——就像奇怪的模糊图像上的线条?！盢ERSC是处理DESI数据的超级计算机。“奇迹发生在处理和软件能够解码数据的过程中。令人兴奋的是，我们有技术可以让研究团体访问这些数据，我们可以支持“什么是暗能量”这个大问题?’”

DESI的早期数据是NERSC的一个独特项目。所有实验的代码，包括繁重的计算任务，都是用Python编程语言编写的，而不是传统的c++或Fortran。

“这是第一次在NERSC的主要实验中使用纯Python被证明是一种可行的方法，从那时起，Python在我们的用户工作负载中变得越来越普遍，” 斯蒂芬说。

该实验还有待获得大量数据。DESI的5年计划目前已经进行了两年，提前完成了收集4000多万次红移的任务。该调查已经在其科学运行中对2600多万个天体进行了分类，并且每月还在增加100多万个天体。

来源 | 美国费米国家加速器实验室（Fermilab）官网

编译 | ?槟榔郭