1月14日，中国科学院国家天文台北京-亚利桑那巡天（BASS）团队和暗能量光谱巡天（DESI）国际合作项目团队联合发布最新巨幅宇宙二维天图。该宇宙二维天图覆盖两万平方度的天空，约占全天球面积的一半，容纳10万亿数码像素，包含20亿个天体。
什么是巨幅宇宙二维天图？它是如何被拍摄制作的？科研价值何在？记者就此采访了DESI项目董事会成员、国家天文台副研究员邹虎。
“简单来说，宇宙二维天图就是一张关于宇宙的地图。”邹虎告诉记者，宇宙是三维立体的，里边分布着各种各样的恒星和星系。但如果我们在地球上对着天空拍摄，拍到的就是整个宇宙在天球上的二维投影，也就是所谓的二维天图。给天文望远镜装上相机，在晚上对不同区域的星空进行长时间的观测，积累成片的大面积图像，然后通过算法合成，就能得到一张宇宙二维天图。
BASS巡天使用的2.3米望远镜。背景圆顶为DESI所使用的4米望远镜（图片由邹虎提供）
给宇宙拍照片，并非易事。一张看似简单的天图，背后凝聚着近200名科研人员6年的联合观测和数据分析。邹虎透露，观测过程中面临很多难点：把多次观测的同一区域叠到一起，需要复杂的叠加算法；不同天气条件下观测的数据质量各不相同；观测数据量巨大，一般计算机难以处理，必须用很大的计算资源进行存储计算……
这张耗费巨大人力物力测绘而成的宇宙二维天图，有什么科研价值？
“这对我们研究暗能量至关重要。”什么是暗能量？邹虎向记者科普，大爆炸理论认为宇宙最初所有的能量都集中于密度极大且温度极高的点。大爆炸之后，宇宙不断膨胀，温度逐渐降低，物质也不断产生和聚集，形成了恒星和星系。“驱动宇宙膨胀的力量，被天文学家称为暗能量。暗能量占宇宙组成约68%，至今还是一个谜团。”
通过对宇宙中大量星系的光谱观测，人们能够准确获得星系的退行速度，也就是红移，从而获得天体的距离。大规模星系的红移测量能够准确刻画出宇宙物质的三维分布，精确勾勒出暗能量对宇宙膨胀的影响。
DESI被称为第四代宇宙学巡天项目，汇集了多国科研力量。它计划利用5年的时间，获取数千万星系的红移，构建当前最大的三维宇宙，有望揭露暗能量的神秘面纱。在开展DESI光谱红移巡天之前，研究人员需要获得比以往面积更大、更深的宇宙二维图像来满足大规模光谱观测的需求。
“和以往的天图相比，我们这次发布的二维天图同时满足了大面积和深度的需求。”邹虎说。中国BASS巡天团队作为DESI国际合作团队的成员，联合为DESI光谱选源发布了8个数据产品。此次公布的数据经过1年半的精心处理，为最终的DESI光谱选源输入数据产品，包括了最大面积的观测图像和最准确的天体测量信息。目前，基于DESI图像巡天数据已经发表超过200篇论文，其中单独引用BASS数据的论文超过80篇。
“这张宇宙二维天图是DESI项目顺利实施的保障，也将成为全球天文界的数据遗产，发挥更广泛的科研应用价值。”邹虎表示，观测数据对全球天文界公开发布，对于研究银河系乃至整个宇宙的演化历程，都具有重要意义。（中央纪委国家监委网站 沈东方 张寒）