我科學家從星系巡天獲得迄今最強暗能量觀測證據

據國家天文台網站消息，北京時間2020年7月20日，eBOSS國際合作組向全世界發佈最新一批研究成果。其中包括以國家天文台趙公博研究員、王鈺婷副研究員分別為第一作者的兩篇暗能量研究方面的科學論文。

基於目前國際上最大規模的星系巡天eBOSS項目，趙公博團隊開發新的理論及數據分析方法，利用兩類星系樣本的交叉關聯，在距今7億到18億光年的宇宙時空範圍內 (該範圍此前從未被探索)，成功測量了宇宙背景膨脹及結構增長率 (見圖1)。

圖1. SDSS星系巡天近20餘年 (1998-2019) 以來宇宙探索示意圖。來源：eBOSS國際合作組。

趙公博解釋説：“此工作在11個標準差水平證實了暗能量的存在，是迄今為止依託星系巡天得到的最強暗能量觀測證據 (圖2)。該研究發現eBOSS觀測數據支持我們此前發現的暗能量動力學行為。

圖2. 基於最新eBOSS觀測得到的暗能量組分限制。來源：趙公博等，(eBOSS合作組)，2020。

星系巡天宇宙學的難點在於數據處理，特別是對於觀測統計誤差及系統誤差的分析。eBOSS是國際上首個在寬廣時空範圍內開展的多目標巡天，為開展交叉關聯分析創造了條件 (見圖3)。“交叉關聯不僅可以減小統計誤差，更重要的是能夠有效控制系統誤差，得到更加準確、可靠的結果。”，王鈺婷説。

圖3. 基於eBOSS 巡天數據得到的兩類星系的兩點關聯函數。來源：王鈺婷等，(eBOSS合作組)，2020。

暗能量是目前宇宙的主體成分，揭示其本質具有重大的科學意義。eBOSS國際合作組由包括國家天文台在內的30餘所國際一流天文研究單位組成。自2014年運行以來，eBOSS項目歷時6年，在紅移0.6到2.2之間，獲取了近100萬條星系光譜，取得了一系列重要的科學結果，圓滿完成科學任務。

作為eBOSS國際合作組科學工作組負責人，趙公博自2015年起參與領導eBOSS項目的巡天觀測、數據處理及暗能量等前沿宇宙學應用研究。此研究為後續基於我國空間站望遠鏡，DESI，PFS等更大規模星系巡天開展暗能量本質的研究奠定了堅實基礎。