近日，中國科學院國家天文臺副研究員鄒虎等基于國際合作的DESI深度圖像巡天數(shù)據(jù)，探測到紅移z<1、超過54萬星系團樣本，并對星系團樣本的總質量進行了有效估計，這是目前探測到的最大星系團樣本，該研究成果已被《天體物理學報增刊》接收。
作為系列工作的首篇，該研究探測的星系團樣本將用于研究星系團內成員星系的性質、大質量中心星系的演化、致密環(huán)境中質量組裝和恒星形成、星系團內氣體的性質等，以便理解星系團內成員星系的晚期演化。同時，該樣本也將在暗物質、大尺度結構和宇宙學參數(shù)限制等方面發(fā)揮應用價值。
星系團是宇宙中最大的自引力束縛系統(tǒng)，包括大量的星系、氣體和暗物質。星系團是研究高密度環(huán)境下星系形成演化的理想場所，也是研究宇宙大尺度結構、暗物質和暗能量的有效探針。大樣本的紅移z<1的星系團是準確研究致密環(huán)境下星系晚期演化的前提，尤其是星系團中的最亮團星系（BCG）。它們是宇宙中最大質量、最亮的星系，大多位于星系團引力勢井的中心。受樣本的限制，關于它們的晚期演化較多觀測給出了相互矛盾的結論。
基于國際合作，鄒虎等參與了暗能量光譜巡天（DESI）項目，開展了大面積的深度巡天，他們主導的北京-亞利桑那巡天是其中的一部分。總的圖像巡天面積約為2萬平方度，平均比斯隆巡天SDSS深2-3星等。在利用該巡天數(shù)據(jù)開展星系團的探測之前，鄒虎等對r<23星等的3億星系進行高精度的測光紅移和恒星質量測量，測光紅移的精度小于0.02，對數(shù)恒星質量的精度為0.2 dex，相關研究成果已發(fā)表在《天體物理學報增刊》上?；谠摐y光紅移星表，研究人員采用了新的快速峰值聚類算法，探測到超過54萬星系團，其成員星系數(shù)量大于10。相比基于紅序列的星系團搜索方法，該算法能夠探測出缺乏紅星系的星系團。相比傳統(tǒng)的密度搜索方法，該算法執(zhí)行效率更高而且能夠有效地探測成員星系?；赬射線和射電SZ效應的觀測數(shù)據(jù)，利用成員星系的光學光度對星系團總質量進行了有效估計。該樣本的紅移范圍為z<1，總質量范圍為1013.5-1014.8M☉。與以前基于SDSS巡天的最大星系團星表相比，這個星系團樣本擴大了約4倍，紅移分布峰值從0.4拓展到0.7。蒙特卡洛模擬顯示星系團的錯誤率約為3%。
同時，上海交通大學教授楊小虎教授等與鄒虎合作，采用了改進的基于暗物質暈的星系群搜索算法，探測到相似規(guī)模的星系團（成員數(shù)量大于10），該成果近期被《天體物理學報》接收。綜合兩種不同的探測方法能夠給出更加可靠的星系團和成員判斷，有利于分析不同星系團探測方法對各項研究帶來的系統(tǒng)影響。
從探測的星系團中我們初步發(fā)現(xiàn)了上百個強引力透鏡系統(tǒng)。此外，DESI正在開展光譜巡天觀測，計劃獲取3500萬星系和類星體的光譜。大規(guī)模的光譜數(shù)據(jù)結合深度多波段圖像數(shù)據(jù)將保障我們將來細致研究星系團和成員星系的性質、星系性質的相關性以及成員星系質量組裝歷史等。我們的研究工作為未來中國的大型望遠鏡設備和大規(guī)模巡天如CSST等的數(shù)據(jù)分析和科學研究做準備。
鄒虎等人探測到的星系團的紅移分布與以往基于SDSS巡天的測光星系團的對比，這里進行了巡天面積的歸算
探測到紅移約為0.4左右的星系團，星系團和BCG的部分性質也標記在圖上。中心的小圓圈給出了BCG星系的位置，十字標記了該星系團成員星系的平均位置，大圓圈顯示0.5Mpc的距離范圍。圍繞中心BCG的周圍能看強引力透鏡的弧狀信號
來源：中國科學院國家天文臺
