智利天文台绘制75%的天空地图 加强对银河系和宇宙学的了解

CLASS项目位于智利安第斯山脉，由约翰-霍普金斯大学领导，绘制了75%天空的详细地图，以探测宇宙的早期阶段。通过先进的微波偏振分析，该团队旨在澄清宇宙微波背景，加深对宇宙演化的理解，为未来的宇宙观测设定新标准。资料来源：约翰-霍普金斯大学

由约翰-霍普金斯大学天体物理学家领导的美国国家科学基金会宇宙学大角度尺度测量仪（CLASS）合作绘制了这些地图。通过测量微波极化，或者说这些能量波如何向特定方向摆动，研究小组正在探索宇宙的历史和物理学--从星系、恒星和行星形成的最初时刻开始。

《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）最近发表了新的天空地图和研究小组对这些地图的解读，硬件开发、观测和数据分析得到了美国国家科学基金会的支持。

研究小组报告说，这些结果大大改进了科学家需要过滤掉银河系发出的微波（一种看不见的光）的观测工作。这些发现有望帮助科学家们更好地了解宇宙微波背景，即炙热、致密、年轻的宇宙在138亿年的生命周期中演化出的残余辐射。宇宙学家利用这一信号拼凑出早期宇宙的重要证据。

"通过研究宇宙微波背景的极化，天体物理学家可以推断出宇宙早期的情况，"共同领导该研究小组的约翰-霍普金斯大学物理学和天文学教授托比亚斯-马里姆（Tobias Marriage）说。"天体物理学家可以追溯到非常非常早期的时代--初始条件，宇宙中物质和能量分布最开始到位的时刻--并且可以将所有这些与我们今天所看到的联系起来。"

新的 CLASS 地图让我们进一步了解了一种叫做线性偏振的特殊信号，它来自于围绕银河磁场旋转的快速移动电子所产生的辐射。这种信号有助于科学家研究我们的银河系，但也会混淆他们对早期宇宙的看法。

"这些发现极大地提高了我们对早期宇宙物理过程的认识，这些物理过程可能会产生一种独特形式的微波辐射--圆偏振背景。在线性偏振方面，新成果增强了对银河信号的测量。"约翰霍普金斯大学物理和天文学吉尔曼学者查尔斯-贝内特（Charles L. Bennett）说："它们显示出高度的一致性，并超过了以前太空任务的灵敏度。"

与相应的卫星地图相比，新的 CLASS 偏振天空图噪音更小。偏振方向用红色和蓝色描绘，而偏振强度则通过颜色的深浅来捕捉。灰色部分描述的是 CLASS 望远镜因地理位置而无法观测到的天空部分。资料来源：约翰-霍普金斯大学

地面观测的意义

国家自然科学基金会天文科学部项目主任奈杰尔-夏普（Nigel Sharp）说："研究宇宙诞生之初的残余辐射对于了解整个宇宙是如何形成的，以及为什么宇宙会变成现在这个样子至关重要。这些新的测量结果为我们日益增长的宇宙背景辐射变化提供了重要的大尺度细节--这一壮举尤其令人印象深刻，因为它是利用地面仪器实现的。"

这项研究为利用地面望远镜进行更详细的观测铺平了道路，与太空任务不同，地面望远镜可以不断改进仪器。CLASS天文台采用了新技术，包括引导太空辐射进入探测器的光滑壁馈线、定制设计的探测器和新型偏振调制器。所有这三项技术都是美国国家航空航天局和约翰霍普金斯大学合作开发的。

第一作者、约翰-霍普金斯大学的天体物理学家约瑟夫-艾默（Joseph Eimer）说："了解银河系的发射亮度非常重要，因为这是我们对宇宙微波背景进行更深入分析所必须校正的。CLASS在描述该信号的性质方面非常成功，因此我们可以识别它，并从观测中去除这些污染物。该项目是推动最大尺度地基偏振测量的前沿项目"。

研究小组表示，这些结果为地面观测站在最大尺度上探测偏振设立了一个新的标准，为未来的研究提供了广阔的前景，特别是在纳入更多的 CLASS 数据（包括已经获得的数据和正在进行的观测数据）之后。

CLASS 天文台位于智利北部海拔 16860 英尺的阿塔卡马天文公园内，由智利国家研究与发展机构（Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo）负责管理。

编译自:ScitechDaily