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國家天文臺科研人員在暗能量研究方面取得重要進展

7月20日,eBOSS(拓展的種子振盪光譜巡天)國際合作組向全世界釋出最新一批研究成果,其中包括以中國科學院國家天文臺研究員趙公博、副研究員王鈺婷分別為第一作者的兩篇暗能量研究方面的科學論文。

SDSS星系巡天近20餘年 (1998-2019) 以來宇宙探索示意圖

SDSS星系巡天近20餘年 (1998-2019) 以來宇宙探索示意圖

基於目前國際上最大規模的星系巡天eBOSS專案,趙公博團隊開發新的理論及資料分析方法, 利用兩類星系樣本的交叉關聯,在此前從未被探索的距今7億到18億光年的宇宙時空範圍內,成功測量了宇宙背景膨脹及結構增長率。趙公博解釋說,此工作在11個標準差水平證實了暗能量的存在,是迄今為止依託星系巡天得到的最強暗能量觀測證據。該研究發現eBOSS觀測資料支援此前發現的暗能量動力學行為。

基於最新eBOSS觀測得到的暗能量組分限制

基於最新eBOSS觀測得到的暗能量組分限制

星系巡天宇宙學的難點在於資料處理,特別是對於觀測統計誤差及系統誤差的分析。eBOSS是國際上首個在寬廣時空範圍內開展的多目標巡天,為開展交叉關聯分析創造了條件。王鈺婷表示,交叉關聯不僅可以減小統計誤差,更重要的是能夠有效控制系統誤差,得到更加準確、可靠的結果。

基於eBOSS 巡天資料得到的兩類星系的兩點關聯函式。

基於eBOSS 巡天資料得到的兩類星系的兩點關聯函式。

暗能量是目前宇宙的主體成分,揭示其本質具有重大科學意義。eBOSS國際合作組由包括國家天文臺在內的30餘所國際一流天文研究單位組成。自2014年執行以來,eBOSS專案歷時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結果,圓滿完成科學任務。

作為eBOSS國際合作組科學工作組負責人,趙公博自2015年起參與領導eBOSS專案的巡天觀測、資料處理及暗能量等前沿宇宙學應用研究。此研究為後續基於我國空間站望遠鏡, DESI, PFS等更大規模星系巡天開展暗能量本質的研究奠定了堅實基礎。