安裝在一架天文望遠鏡上的暗能量照相機。
暗能量照相機拍攝的圖像。
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80億年前,宇宙深處星系發出的光線開始奔向人類地球。經過漫長的旅行,古老的星光現在抵達了南美國家智利安第斯山脈的一座山頂,并被新安裝在那里的暗能量照相機首次捕捉并記錄下來。在科學家的眼里,這些古老的星光是盼望已久的稀客,因為它們也許包含著物理學中一個重要未解之謎的答案,告訴人們為什么宇宙膨脹的速度在繼續加快。
在天體物理學中,暗能量是一種充斥宇宙空間并增加宇宙膨脹速度的難以覺察的能量形式。暗能量假說在當今對宇宙加速膨脹觀察結果多種解釋中最為人們所接受。在宇宙的標準模型中,暗能量占有宇宙總質能的73%。
為證實暗能量,多國科學家成立了國際暗能量調查(DES)合作研究小組。本周合作研究小組科學家宣布,由3大洲的科學家、工程師和技術員聯合經過8年規劃和打造的暗能量照相機于9月12日拍攝到首批關于南半球天空的圖像。
美國能源部高能物理科學助理主任詹姆斯?史厄格里斯特表示,通過暗能量照相機首次獲得遙遠星系的星光,其標志著人們探索宇宙前沿重要新時代的開始。暗能量研究的成果將讓人們更進一步了解暗能量之謎,以及暗能量對宇宙的意義。
暗能量照相機由美國能源部費米國家加速器實驗室建造,安裝在智利塞拉托洛洛(Cerro Tololo)美洲天文臺的維克多布蘭科天文望遠鏡上,該天文臺隸屬于美國國家科學基金會,是美國國家光學天文臺南部分站。天文學家和物理學家相信暗能量是導致宇宙膨脹不斷加快的原因,利用如同電話亭大小的暗能量照相機,他們將探索暗能量之謎。
費米實驗室科學家兼項目經理布仁納?福拉格認為,暗能量調查項目將幫助人們認識為何宇宙膨脹是在加速而不是因引力而減速。他對所有項目參與者所做出的努力深感滿意。
該暗能量照相機是人類迄今為止研發的最強大的天體測繪儀,是同類研究儀器設備中的佼佼者,能夠看見10萬個星系發出的星光。暗能量照相機中的感光元件由 62個電荷耦合器件排列組成,擁有570兆像素,對紅光極其敏感。與之相比,目前攝影專業人員所用相機的成像單元多為10兆至35兆像素。
暗能量照相機與維克多布蘭科天文望遠鏡的大型聚光鏡組合起來,能夠讓科學家從事廣泛的研究,從太陽系中的小行星直到宇宙的起源及發展。
塞拉托洛洛美洲天文臺主任克里斯?史密斯說:“我們十分高興地看到暗能量照相機并入互聯網,天文學團體能夠通過美國國家光學天文臺分獲望遠鏡的定位。這樣,我們能夠為全球的天文學家提供強大的新工具以尋求當今所面臨的問題的答案,其中最緊要的問題就是暗能量的本質。”
從事暗能量調查合作項目的科學家將利用新的照相機從事至今最大的星系測量,并用所獲得的數據通過4種途徑來研究暗能量:研究星系群、超新星、大規模星系形成和弱重力透鏡。這將是人們首次在單一研究儀器上完成上述4種工作。
在暗能量照相機經過全面測試后,科學家期望能夠從12月份正式開始暗能量調查項目。他們相信,借助智利安第斯山脈理想的大氣條件,能夠獲得最清晰的圖像。事實上,在剛剛拍攝到的首批圖像中,暗能量照相機提供了極佳且幾乎均勻的空間分辨率圖像。在未來5年中,暗能量調查項目將給出1/8天空詳細的彩色圖像,發現和觀察3億個星系、10萬個星系群和4000個超新星。
暗能量調查項目的研究經費來自美國能源部和美國國家科學基金會,英國、西班牙、巴西、德國和瑞士等國的研究機構也參與了該項目。(本報華盛頓9月19日電)(本報駐美國記者 毛黎)