世界最大星系巡天eBOSS國際合作組發布最新科學結果

北京時間2018年1月10日，世界最大星系巡天eBOSS國際科學合作組發布了最新宇宙學研究結果：eBOSS合作組通過觀測距離我們68億光年到105億光年之間 (對應紅移0.8到2.2之間) 宇宙深處類星體的空間分布，發現了顯著的紅移畸變 (RSD) 信號。這是人類首次成功利用遙遠的類星體探測宇宙的結構形成歷史。

eBOSS合作組通過觀測類星體獲得的宇宙膨脹（左圖）以及結構形成歷史重建結果（右圖）。圖中含誤差棒的紅色實心圓圈為本次發布的結果，其餘測量來自其他星系巡天觀測結果。圖中曲線是利用Planck衛星觀測宇宙早期微波背景輻射，並假設標準宇宙學模型得到的擬合結果。

圖片來源 / Zhao et al., 2018, https://arxiv.org/pdf/1801.03043.pdf

紅移畸變現象是由於星體在局部引力勢的作用下形成的一種特殊的三維成團模式。由於該信號與引力直接相關，它是在宇宙學尺度上研究引力的最重要探針之一。2001年，人類首次通過觀測星系的成團性，在近鄰宇宙中發現了紅移畸變現象。本次eBOSS的觀測結果是人類首次利用宇宙深處的類星體，在宇宙只有今天大小的1/3到 1/2之間的時期，觀測到了紅移畸變信號。此結果是繼2017年5月eBOSS合作組首次利用類星體發現顯著的重子聲波振蕩信號後的又一重大發現，將對後續的暗能量及引力性質等宇宙學前沿課題研究有重要意義。

類星體

本次eBOSS合作組共發布7篇科學論文，其中2篇分別由國家天文台趙公博研究員和博士研究生王丹丹擔任第一作者，國家天文台王鈺婷博士擔任核心作者。研究論文於2018年1月10日在科學預印本網站發布（全文鏈接請見附件）。

國家天文台趙公博研究員自2015年起擔任SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS；2014-2020) 國際合作組星系成團性工作組聯合組長。2015年至今，他領導eBOSS合作組按計劃順利完成了類星體巡天觀測和數據處理，以及暗能量等宇宙學前沿問題研究。該研究證實了利用高紅移類星體開展宇宙學研究的可行性與優勢，為後續eBOSS類星體、亮紅星系以及發射線星系巡天奠定了堅實基礎。 該項目受到國家自然科學基金委員會和中國科學院重點國際合作項目的支持。

【附1】eBOSS合作組本次發布的全部論文全文鏈接：

[1] Zhao et al., https://arxiv.org/pdf/1801.03043.pdf; (國家天文台領銜)

[2] Wang et al., https://arxiv.org/pdf/1801.03077.pdf; (國家天文台領銜)

[3] Gil-Marin et al., https://arxiv.org/pdf/1801.02689.pdf

[4] Zarrouk et al., https://arxiv.org/pdf/1801.03062.pdf

[5] Ruggeri et al., https://arxiv.org/pdf/1801.02891.pdf

[6] Hou et al., https://arxiv.org/pdf/1801.02656.pdf

[7] Zhu et al., https://arxiv.org/pdf/1801.03038.pdf

【附2】BOSS、eBOSS巡天背景簡介

近5年內，國際上最大的星系巡天是美國的「重子聲波振蕩巡天」 (BOSS，2009-2014)。此巡天是斯隆數字巡天SDSS-III項目的一部分。利用一台2.5米口徑的光學望遠鏡，BOSS項目對10000平方度的天區進行了觀測，得到了在紅移0.6以下的一百多萬多顆亮紅星系 (LRG) 的光譜，並首次把重子聲波振蕩 (BAO) 的距離測量精度提高至1%的水平。

斯隆巡天望遠鏡

2014年7月，BOSS的後續項目，「拓展重子聲波振蕩巡天」 (eBOSS；2014-2020) 巡天正式啟動， 是目前世界上正在運行的最大星系光譜巡天。該巡天依託BOSS項目使用的SDSS 2.5米望遠鏡，將在7500平方度的天區範圍內，在更深的紅移，利用多種類型的天體，在1-2%的精度上測量BAO和RSD信號，對於暗能量等宇宙學前沿研究具有重要意義。國家天文台於2013年正式加入SDSS-IV項目，成為所級成員單位 (Full Institutional Member)。除eBOSS項目外，SDSS-IV項目還包括近鄰星系動力學巡天MaNGA以及銀河系巡天APOGEE-II，國家天文台科研人員也已積極深入開展合作研究，並取得了初步成果。

SDSS由SDSS合作參與機構的天體物理研究聯盟管理，包括巴西參與組，卡內基科學院，卡內基梅隆大學，智利參與組，法國參與組，哈佛史密森天體物理中心，加那利群島天體物理學研究所，約翰霍普金斯大學，卡夫利宇宙物理與數學研究所 (IPMU)/東京大學，勞倫斯伯克利國家實驗室，萊布尼茨波茨坦天體物理研究所 (AIP)，馬克斯普朗克研究所 (海德堡)，馬克斯·普蘭克天體物理研究所 (加興)，馬克斯·普蘭克地外物理研究所， 中國科學院國家天文台，新墨西哥州立大學，紐約大學，巴黎聖母院大學，巴西國家天文台，俄亥俄州立大學，賓夕法尼亞州立大學，中國科學院上海天文台，英國參與組，墨西哥自治大學，亞利桑那大學，科羅拉多大學博爾德分校，牛津大學，朴茨茅斯大學，猶他大學，弗吉尼亞大學，華盛頓大學，威斯康星大學，范德比爾特大學和耶魯大學大學。

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