國家天文台研究人員領銜發現重子聲波振盪信號 探索宇宙膨脹歷史

中國科學院網站5月24日報道，北京時間5月19日，世界最大星系巡天——拓展的重子振盪光譜巡天（extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey，簡稱eBOSS）國際科技計劃合作組織發佈了最新科學結果：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佈，發現了顯著的重子聲波振盪（BAO）信號。這是人類首次成功利用遙遠的類星體探測宇宙的膨脹歷史。

結合該測量與近期BOSS合作組等發佈的BAO測量信號，宇宙大尺度結構星系巡天在6.5個標準差水平上證實了暗能量的存在。這是除超新星、宇宙微波背景輻射觀測之外的暗能量存在的又一獨立證據。

研究論文於2017年5月19日在科學預印本網站發佈（http://arxiv.org/abs/1705.06373）。eBOSS合作組於當天發佈了研究成果（新聞鏈接）。

中國科學院國家天文台研究員趙公博自2015年起擔任SDSS-IV 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。國家天文台博士王鈺婷、杜偉作為主要作者參與了本項目的研究。

該項目受到國家自然科學基金委員會和中科院“宇宙結構起源”先導B類專項的支持。

宇宙三維圖像切片圖。觀測者到星系和類星體的距離以回溯時間（lookback time）標註

回溯時間表示從遙遠天體發出的光到達觀測者所經歷的時間。圖中紅點表示類星體（擁有超大質量黑洞的星系）的座標位置，黃色點對應斯隆數字化巡天（SDSS）觀測到的近鄰星系。右邊緣對應可觀測宇宙的極限，從中可以看到大爆炸之後留下的宇宙微波背景（Cosmic Microwave Background，CMB）。圖中所示是歐洲空間局的Planck衞星觀測到的宇宙微波背景漲落。類星體和可觀測宇宙邊緣的中間黑色區域稱作黑暗時期，表示大部分的恆星，星系或類星體還未形成的時期。