隨著 COSMOS-Web 巡天項目發布龐大的可搜索數據庫,宇宙探索開啟了新篇章。該數據庫將為公眾提供前所未有的機會,讓他們能夠看到詹姆斯·韋伯太空望遠鏡迄今為止捕捉到的最深層宇宙圖像。這一里程碑讓從經驗豐富的天文學家到充滿好奇心的愛好者,每個人都能探索和分析這片曾經專屬于專業研究人員的天體數據寶庫。
COSMOS-Web 項目是詹姆斯韋伯太空望遠鏡第一年選定的最大的通用觀測項目,該項目使用近紅外相機 (NIRCam)繪制了相當于三個滿月大小的天空區域,并使用中紅外儀器 (MIRI) 繪制了另一區域。
這項雄心勃勃的努力產生了一個名為“COSMOS2025”的星系表,其中包含近80萬個星系的詳細信息。該數據庫涵蓋了光度測量、結構測量、紅移和其他物理參數,據COSMOS-Web團隊稱,這一資源“開辟了許多尚未探索的科學途徑”。
數據的范圍和質量超出預期。“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的靈敏度讓我們能夠看到比以往任何時候都更暗淡、更遙遠的星系,因此我們能夠發現極早期宇宙中的星系并詳細研究它們的特性,”羅徹斯特理工學院副教授、宇宙網項目聯合負責人杰伊漢·卡塔爾特佩說道。這項巡天的圖像捕捉到了宇宙中一些最罕見的天體,現在可供科學家和公眾觀測。
從 NIRCam 馬賽克中選擇的示例星系涵蓋了 98% 的宇宙歷史。
建立如此全面的星系庫需要創新與協作。“這是一項雄心勃勃的任務,需要開發創新技術,以便同時測量37幅圖像中近80萬個星系的光度和形態,”宇宙黎明中心博士后研究員馬爾科·舒托夫(Marko Shuntov)解釋道。該團隊的努力產生了他們所描述的“一些最高質量的星系紅移和物理參數,這將促成突破性的科學研究。”
此次發布的一個突出功能是,用戶只需單擊即可搜索特定對象或探索星系屬性。該工具以及完整的數據集和隨附的科學論文旨在讓更廣泛的受眾能夠理解科學知識。
宇宙網 NIRCam 馬賽克(左上)放大了宇宙網環周圍的區域(右上)。
Cosmos-Web 背后的技術成就令人矚目。它整合了超過一萬張圖像,最終生成了迄今為止最大的 JWST 連續圖像,這一壯舉需要精確的校準和觀測偏差校正。“能夠揭示此前在其他波長下無法觀測到的星系,真是令人難以置信,而最終看到它們出現在我們的電腦上,更是令人欣慰。”巴黎-薩克雷大學博士后研究員馬克西米利安·弗朗哥說道。
MIRI 的貢獻同樣至關重要,它使我們能夠探測和表征更高紅移的星系,并深入了解驅動星系演化和黑洞增長的過程。羅徹斯特理工學院博士后研究員桑托什·哈里什 (Santosh Harish) 表示:“借助 MIRI,我們現在能夠獲得該波長范圍內前所未有的細節,從而為驅動星系演化和黑洞增長的過程提供新的見解。”
MIRI 的宇宙場布局,其中突出顯示了幾個示例星系,顯示了 JWST/MIRI 和 Spitzer/IRAC 在相同波長下的比較。
Cosmos-Web 團隊由來自世界各地的近 50 名研究人員組成,于 2021 年詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發射升空后開始工作,為該項目投入了超過 250 小時的觀測時間。他們的目標包括繪制宇宙的再電離時代圖譜、追蹤大質量星系的演化以及研究暗物質與可見物質之間的關系。
由此產生的數據已經帶來了新的發現和方法,例如使用人工智能來估計星系特性和追蹤數十億年來最亮星系群的結構演變。
成立于2007年的“宇宙”合作項目一直強調開放性和全球參與。“我們擁有非常可靠的數據和目錄,我們對其進行了測試,并投入了大量精力,”卡塔爾特佩指出。“我無法夸大這個領域發生了多大的變化。有了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據,我們現在有了觀察宇宙的新窗口。”
這一海量數據集的處理得益于巴黎天體物理研究所的專用計算資源,并得到了法國及地區科研機構的支持。隨著 Cosmos-Web 數據庫成為未來巡天和下一代望遠鏡的新標準,它的公開發布標志著天文數據共享和使用方式的一個轉折點。
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