科学家建立高精度星系功率谱仿真器
来源：环球网
【环球网科技综合报道】5月14日消息，中国科学院国家天文台与国际同行，基于星系密度场重构技术，提出联合分析重构前和重构后星系密度场的方法，发现大部分高阶信息可以有效地从两点统计中提取，在星系巡天中获取宇宙学信息方面迈出了关键一步。
近日，相关研究成果在线发表在《天体物理学杂志》上。
资料显示，大规模星系红移巡天是探索宇宙的利器。科学家通过测量大量遥远天体的光谱，可获取星系在宇宙空间的位置分布，这包含丰富的星系成团性信息。科研人员进一步采用统计手段分析数据以揭示宇宙大尺度结构，这对暗能量性质研究至关重要。
随着宇宙的演化，探测的宇宙大尺度结构经历了非线性演化，造成了宇宙学信息向高阶统计的泄漏。同时，获取这部分星系成团性信息需要利用超出两点统计的分析。由于高阶统计的复杂性，多点统计的测量和建模有一定的挑战性。
为了实现新方法的实测数据应用，该团队开展了系列研究的建模工作。该研究利用高精度的数值模拟，发展了仿真器建模技术，建立了重构前功率谱、重构后功率谱以及重构前后密度场的交叉功率谱的高精度仿真器，其预测功率谱精度在1-10%。研究基于仿真器的宇宙学分析发现，宇宙物质密度和哈勃常数等宇宙学参数的限制精度获得提升。这一成果为实测数据分析奠定了基础。
这是韦伯望远镜拍摄的深空场！看：那里有条光弧，一个古老的星系
来源：科技眼
这张照片是哈勃在2022年3月拍摄的深空影像，图中的各个亮点大多是距离地球极其遥远的星系，总共大约有数千个。颜色越偏红，表示距离越远。
在这幅图像中，我们可以观察到引力透镜效应，一种由时空弯曲引起的现象，该现象由爱因斯坦在1936年提出。图中的这些弯曲光弧便是这种效应的结果。
引力透镜效应在深空区域相当显著，因为这些区域常包含巨大的星系团。星系团由于质量大，从而产生强烈的引力透镜效应。许多类似的现象已在深空图中观察到。
其中最为引人注目的莫过于“爱因斯坦环”，这是引力透镜效果的一种完美成像。此外，还有如“爱因斯坦十字”这样的多重成像。引力透镜现象不仅带给我们视觉上的奇观，也帮助天文学家观测更遥远的星体，因为它会像放大镜一样，聚集光线，提升亮度，使原本不可见的天体得以显现。
正是在2022年3月拍摄的这张深空图中，天文学家宣布发现了目前已知的最遥远恒星——埃伦德尔（Earendil）。它是在宇宙诞生仅几亿年后形成的，极为古老。
2023年8月，詹姆斯·韦伯望远镜团队宣布也对该区域进行了观测，获取了埃伦德尔的新图像。
埃伦德尔位于鲸鱼座。2016年，哈勃望远镜对该区域成像，包括视角极小的一个被称为WHL0137-08的星系团。这个团体距离地球约70亿光年，其强引力导致了显著的透镜效应。
此前提到，引力透镜能够帮助观察极远天体，天文学家通常使用红移值来评估距离。红移值的增大意味着更远的距离。天文学家通过巡天望远镜挑选高红移天体，以探索早期宇宙状态。而WHL0137-08便是这样的研究对象。
WHL0137-08星系团周围的光弧拥有高达6.2的红移值，这意味着其光行距约为129亿光年。这个光弧被形象地称为“日出弧”或“黎明之弧”。
起初，哈勃观测到光弧上有亮点，但天文学家未能立刻发现其中奥秘。直到三年后的深入研究才确认，该亮点可能是恒星。由于红移值达到6.2，起初科学家怀疑数据有误，因为在如此距离下观测到单体恒星极为不易。2019年，哈勃继续对其进行观测，并于2022年3月确认这个亮点即为恒星，打破了2018年最远恒星记录。
在2018年，哈勃发现红移为1.49的恒星“伊卡洛斯”，也得益于引力透镜效应，那里还出现了“爱因斯坦十字”的成像现象。
埃伦德尔现为最遥远的恒星，距离地球129亿光年，如此计算的距离为光行距，未考虑宇宙膨胀；若计入膨胀，约为280亿光年。虽然哈勃发现了埃伦德尔，但对其性质的详情有限，于是天文学家借助詹姆斯·韦伯望远镜进行后续观察。
相比哈勃，韦伯在该深空图中发现了更多天体，并识别了埃伦德尔的光谱类型。通过韦伯的数据，已知埃伦德尔属于B型恒星，质量介于50至100个太阳之间，亮度为太阳的百万倍，表面温度约为两万摄氏度。
如此巨大的恒星生命短暂，形成后仅几百万年便会爆发成超新星，最终演化为中子星或黑洞。换句话说，现在的埃伦德尔已不复存在，我们看到的是129亿年前的影像，它可能已经变成黑洞或中子星了。
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