清大參與國際暗能量光譜儀計劃 繪製宇宙3D地圖

清大參與國際暗能量光譜儀計劃，繪製宇宙3D地圖。（DESI Legacy Imaging Survey D. Lang (Perimeter Institute)提供）

圖爲這次發佈數據中的一小部分，每個紅圈都代表一顆恆星，點進去可看到大量天文訊息。（DESI Legacy Imaging Survey D. Lang (Perimeter Institute)提供）

清華大學天文所助理教授安德魯．古柏（Andrew Cooper）參與DESI（Dark Energy Spectroscopic Instrument）暗能量光譜儀計劃，集結全球超過70個研究機構、數百位科學家及工程師，14日與國際同步公佈自2021年觀測至今的第1批共200萬筆天體光譜，免費提供全球天文學家使用。

古柏說，過去30年來，天文學家發現宇宙正在加速膨脹，卻無法用已知的物理學來解釋現象，只好將這股神秘力量稱爲「暗能量」（Dark Energy），爲了更加了解暗能量，跨國研究團隊耗時10年，在美國亞利桑那州打造「暗能量光譜儀」，並從2021年起展開觀測。

古柏說明，暗能量光譜儀的前端是由5千個獨立的光纖「眼睛」所組成，每個光纖各由一個小型機器人所控制，能同時透過望遠鏡觀測、捕捉光波；尾端則佈滿感測器，就像裝置的「大腦」，能處理蒐集到的光譜資訊，具強大的觀測和分析能力，同時可觀測數千個星系，並以極高的效率輸出高品質的天體光譜。

古柏也說，掌握這些光譜能幫助天文學家推算出天體的溫度、質量、表面密度、表面重力強度、金屬含量、朝向或遠離的速度等資訊，這些龐大且完整的資料，有助於科學家瞭解宇宙的歷史，並探究宇宙加速膨脹的原因。

「這就像繪製出宇宙的3D地圖，」古柏比喻，而且只要點進圖上的一顆恆星，就可以看到它的組成成分與移動方式，科學家們也能根據這張地圖推算出恆星之間的距離。

清大指出，這項史上最大的星系光譜觀測計劃，由美國勞倫斯柏克萊國家實驗室（LBNL）主導，並由美國能源部科學辦公室資助，預計2025年能觀測到逾4千萬個星系、1千萬顆恆星，包含銀河系中的恆星、遙遠的星系、及超大質量黑洞，繪製出有史以來最大、最詳盡的宇宙3D地圖。

而古柏是其中「銀河系巡天計劃」（DESI Milky Way）團隊的兩位負責人之一，團隊由30多位跨國天文學家組成，主要分析銀河系的恆星光譜，這次公開了約50萬顆恆星的資料，研究成果也發表在《天文物理期刊》（Astrophysical Journal）。

除了古柏外，臺灣參加國際暗能量光譜儀計劃的研究團隊還包括另1位玉山青年學者臺大天文物理研究所助理教授藍鼎文，他統籌數十位科學家所組成的團隊，負責檢驗暗能量光譜儀量測出的光譜數據品質是否達標，結果顯示，準確率超過99％。