大规模天文观测揭示33亿个银河系天体

地球上看到的银河系景象。（Shutterstock）

一项针对银河系的星系平面所做的大规模调查以惊人的细节揭示了33.2亿个宇宙天体。

这一巨大的天体目录，可能是同类中最大的一个，是使用智利塞罗托洛洛美洲际天文台（Cerro Tololo Inter-American Observatory）暗能量相机的数据建立的，该天文台由美国国家科学基金会（NSF）运营。

“想象一下吧，这个超过30亿人的合影，每个人都可以认出来!”NSF天文科学部主任黛布拉·菲舍尔（Debra Fischer）在上月发布的一份声明中说，“未来几十年，天文学家将仔细研究银河系中超过30亿颗恒星的肖像细节。”

地球所处的银河系由数千亿颗恒星、大量的恒星诞生区和巨大的气体和尘埃云构成。对此类物体进行编目是一项艰钜的任务，但新目录背后的团队——暗能量相机平面调查的第二个数据发布，称为DECaPS2——接受了这项挑战。

研究人员使用暗能量相机在光学和近红外波段观察银河系平面（galactic plane），以空前的细节揭示了银河系的这一区域。制作该目录耗时两年，暗能量相机从21,400次南方天空的单独曝光中产生了超过10TB的数据，团队成员们说。

“DECaPS2成功的一个主要原因是我们只是针对一个恒星密度极高的区域，并谨慎地识别几乎彼此重叠的图像，”该研究主要作者安德鲁·赛迪加里（Andrew Saydjari）在NSF于1月18日发布的同一份声明中表示，并宣布了新结果。

哈佛-史密森天体物理学中心研究员赛加里（Saydjari）说：“这样我们就能从单个相机生成有史以来星体数量最大的此类目录。”

银河系中大部分恒星和尘埃都位于银河平面上，在新发布的暗能量相机图像中，被视为横跨中心的一条亮带。虽然大量的恒星和发光的尘埃可以拍出壮观的照片，但也妨碍对银河平面进行观察。

从这些图像中可以看到由气体和尘埃构成的黑暗卷须吸收星光并完全遮住微弱的恒星，而来自致密寒冷恒星星云的光则阻碍了测量单个物体的亮度。此外，庞大的恒星数量意味着恒星会在银河系的银河平面图像中重叠，因此很难将单个恒星与其邻居区分开来。

虽然很难办，但可以通过在近红外光下观察银河平面来应对此问题。由于气体云不能很好地吸收这些波长的光，天文学家可以透过气体和尘埃看到被遮住的恒星。

美洲际天文台团队还使用了一种创新的数据处理方式，使其能够预测每颗恒星的背景。这种方法减少了星云和密集星群造成的图像模糊，确保了目录中数据处理的准确性。

然后通过将暗能量相机数据与其它望远镜的观测结果相结合，进一步增强了暗能量相机数据的准确性。

“当与Pan-STARRS 1的图像结合时，DECaPS2完成了银河系圆盘的360度全景视图，”该研究的合著者、巴尔的摩太空望远镜科学研究所的爱德华·施拉弗莱（Edward Schlafly）在声明中说。“通过这项新调查，我们可以绘制最详尽的银河系恒星和尘埃的三维结构图。”

这个约33.2亿个天体目录的原始数据可供天文学家和公众访问，这个新版本使调查的夜空覆盖率高达6.5%，延伸130度，相当于满月角度大小的13,000倍。

论文预印网ArXiv上发布的一篇论文详细介绍了该团队的研究，研究论文已被天体物理学期刊增刊（Astrophysical Journal Supplement）接受发表。