清大参与国际暗能量光谱仪计划 绘制宇宙3D地图

清大参与国际暗能量光谱仪计划，绘制宇宙3D地图。（DESI Legacy Imaging Survey D. Lang (Perimeter Institute)提供）

图为这次发布数据中的一小部分，每个红圈都代表一颗恒星，点进去可看到大量天文讯息。（DESI Legacy Imaging Survey D. Lang (Perimeter Institute)提供）

清华大学天文所助理教授安德鲁．古柏（Andrew Cooper）参与DESI（Dark Energy Spectroscopic Instrument）暗能量光谱仪计划，集结全球超过70个研究机构、数百位科学家及工程师，14日与国际同步公布自2021年观测至今的第1批共200万笔天体光谱，免费提供全球天文学家使用。

古柏说，过去30年来，天文学家发现宇宙正在加速膨胀，却无法用已知的物理学来解释现象，只好将这股神秘力量称为「暗能量」（Dark Energy），为了更加了解暗能量，跨国研究团队耗时10年，在美国亚利桑那州打造「暗能量光谱仪」，并从2021年起展开观测。

古柏说明，暗能量光谱仪的前端是由5千个独立的光纤「眼睛」所组成，每个光纤各由一个小型机器人所控制，能同时透过望远镜观测、捕捉光波；尾端则布满感测器，就像装置的「大脑」，能处理搜集到的光谱资讯，具强大的观测和分析能力，同时可观测数千个星系，并以极高的效率输出高品质的天体光谱。

古柏也说，掌握这些光谱能帮助天文学家推算出天体的温度、质量、表面密度、表面重力强度、金属含量、朝向或远离的速度等资讯，这些庞大且完整的资料，有助于科学家了解宇宙的历史，并探究宇宙加速膨胀的原因。

「这就像绘制出宇宙的3D地图，」古柏比喻，而且只要点进图上的一颗恒星，就可以看到它的组成成分与移动方式，科学家们也能根据这张地图推算出恒星之间的距离。

清大指出，这项史上最大的星系光谱观测计划，由美国劳伦斯柏克莱国家实验室（LBNL）主导，并由美国能源部科学办公室资助，预计2025年能观测到逾4千万个星系、1千万颗恒星，包含银河系中的恒星、遥远的星系、及超大质量黑洞，绘制出有史以来最大、最详尽的宇宙3D地图。

而古柏是其中「银河系巡天计划」（DESI Milky Way）团队的两位负责人之一，团队由30多位跨国天文学家组成，主要分析银河系的恒星光谱，这次公开了约50万颗恒星的资料，研究成果也发表在《天文物理期刊》（Astrophysical Journal）。

除了古柏外，台湾参加国际暗能量光谱仪计划的研究团队还包括另1位玉山青年学者台大天文物理研究所助理教授蓝鼎文，他统筹数十位科学家所组成的团队，负责检验暗能量光谱仪量测出的光谱数据品质是否达标，结果显示，准确率超过99％。