科学家首次利用类星体进行重子声波振荡测量

　　世界最大星系巡天eBOSS国际科学合作组，近日发现了显著的重子声波振荡信号。eBOSS国际合作组星系成团性工作组联合组长、中科院国家天文台研究员赵公博22日向科技日报记者介绍，这是首次利用宇宙深处的类星体进行的重子声波振荡测量，并在超新星、宇宙微波背景辐射观测之后，获得了暗能量存在的又一独立证据，这也再次证实了宇宙在加速膨胀。

　　1929年，美国天文学家哈勃发现大多数星系的光谱存在红移现象，表明这些天体在逐渐后退远离我们，意味着整个宇宙处于膨胀状态。这一发现在当时震惊世界，让千百年来认为“宇宙为静态”的观点被打破。

　　“哈勃发现的是一种时空膨胀效应。”赵公博说，“引力效应只能让宇宙减速膨胀，而科学家假设了一种能推动宇宙加速膨胀的未知神秘力量，称之为暗能量。它具有负压强，能使时空在宇宙学尺度上加速膨胀。”

　　要确定宇宙的膨胀是加速还是减速，就要测量遥远天体的距离和红移关系。天文学上常用的测距方法，是通过测量天体的亮度来推断距离，这要选取具有绝对亮度的天体作为标准。由恒星演化到最后发生爆炸而形成的超新星可以担任这个角色。其爆发时亮度能与整个星系相比拟，从很远的距离外都能观测到。1998年，由美国、澳大利亚科学家领导的两个研究小组，几乎同时在超新星观测中发现了暗能量存在的证据，以此获得了2011年诺贝尔物理学奖。

　　除了超新星，大尺度星系巡天是开展宇宙学研究的重要探针。2015年至今，赵公博领导eBOSS国际合作组顺利完成了类星体巡天观测和数据处理，以及暗能量等宇宙学前沿问题研究，证实了利用红移类星体开展宇宙学研究的可行性与优势，为后续类星体、亮红星系以及发射线星系巡天奠定了基础。该项目受到国家自然科学基金委员会和中国科学院“宇宙结构起源”先导B类专项的支持。

　　类星体是由超大质量黑洞驱动的高光度天体，当物质和能量落向其中心的黑洞，温度会升高并放出耀眼的光辉，在地球上用2.5米直径望远镜就能观测到。“几乎在整个宇宙空间中，我们都能看到类星体。它们是绘制目前为止最大宇宙图像的理想天体。”eBOSS星系成团性工作组负责人之一阿什利·罗斯说。

　　赵公博介绍说，这些类星体非常遥远，现在看到的是它们在宇宙诞生后30亿年到70亿年间发出的光，远在地球形成之前。

　　两年来，天文学家精确测量了超过14.7万颗类星体的三维空间位置，绘制了揭示宇宙大尺度结构的图像。但要理解宇宙的膨胀历史，单单一张图并不够。“这就需要重子声波振荡这把测量宇宙几何的标准尺。”赵公博说。