eBOSS|我国科学家从星系巡天获得迄今最强暗能量观测证据

北京时间2020年7月20日 , eBOSS(深场重子声波振荡光谱巡天)国际合作组向全世界发布最新一批研究成果 。其中包括以国家天文台赵公博研究员、王钰婷副研究员分别为第一作者的两篇暗能量研究方面的科学论文 。该研究工作在11个标准差水平证实了暗能量的存在 , 是迄今为止依托星系巡天得到的最强暗能量观测证据 。
基于目前国际上最大规模的星系巡天eBOSS项目 , 赵公博团队开发新的理论及数据分析方法 , 利用两类星系样本的交叉关联 , 在距今7亿到18亿光年的宇宙时空范围内 (该范围此前从未被探索) , 成功测量了宇宙背景膨胀及结构增长率。
赵公博解释说:“此工作在11个标准差水平证实了暗能量的存在 , 是迄今为止依托星系巡天得到的最强暗能量观测证据。该研究发现eBOSS观测数据支持我们此前发现的暗能量动力学行为 。”
星系巡天宇宙学的难点在于数据处理 , 特别是对于观测统计误差及系统误差的分析 。eBOSS是国际上首个在宽广时空范围内开展的多目标巡天 , 为开展交叉关联分析创造了条件。
“交叉关联不仅可以减小统计误差 , 更重要的是能够有效控制系统误差 , 得到更加准确、可靠的结果 。” , 王钰婷说 。
暗能量是目前宇宙的主体成分 , 揭示其本质具有重大的科学意义 。eBOSS国际合作组由包括国家天文台在内的30余所国际一流天文研究单位组成 。自2014年运行以来 , eBOSS项目历时6年 , 在红移0.6到2.2之间 , 获取了近100万条星系光谱 , 取得了一系列重要的科学结果 , 圆满完成科学任务 。
作为eBOSS国际合作组科学工作组主任 , 赵公博自2015年起参与领导eBOSS项目的巡天观测、数据处理及暗能量等前沿宇宙学应用研究 。此研究为后续基于我国空间站望远镜, DESI, PFS等更大规模星系巡天开展暗能量本质的研究奠定了坚实基础 。

eBOSS|我国科学家从星系巡天获得迄今最强暗能量观测证据
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SDSS星系巡天近20余年 (1998-2019) 以来宇宙探索示意图 。来源:eBOSS国际合作组

eBOSS|我国科学家从星系巡天获得迄今最强暗能量观测证据
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基于最新eBOSS观测得到的暗能量组分限制 。来源:赵公博等 , (eBOSS合作组) , 2020
【eBOSS|我国科学家从星系巡天获得迄今最强暗能量观测证据】
eBOSS|我国科学家从星系巡天获得迄今最强暗能量观测证据
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基于eBOSS 巡天数据得到的两类星系的两点关联函数 。来源:王钰婷等 , (eBOSS合作组) , 2020