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各校計畫成果

玉山青年學者_Dr. Andrew Cooper_探索 DESI Milky Way 巡天計畫的初步科學成果

玉山青年學者 發布單位:國立清華大學 點閱次數:199
核定年度:107/計畫成果年度:109 /學術領域:理學/學者名稱:Andrew Cooper

活動簡介

      在過去的一年中,Dr. Cooper 在國立清華大學天文研究所的星系形成與銀河系考古的研究團隊快速成長。目前團隊中有5位學生:2名博士生、1名碩士生、及3名大學部學生,皆由 Dr. Cooper 的玉山研究經費資助。他們的研究目標是了解星系在宇宙130億年歷史中如何演化;工作聚焦於 DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument,暗能量光譜儀)的大型國際合作計畫。今後5年,DESI 將開始取得800萬顆恆星和3000萬個星系的光譜的主要任務,將是該類最大的計畫。研究每一個恆星或星系在數千個波長下測得的光譜,我們將可以了解該天體的化學成分、及其朝向或遠離我們的速度。DESI 取得的大量觀察資料將有助於我們了解宇宙歷史與神秘暗物質的特性。Dr. Cooper 也在他授課的宇宙學和星系天文學兩門課程中與學生分享相關工作內容。

      由於新冠病毒疫情爆發,DESI 主要的巡天計畫延遲到2021年夏天開始,但1月至3月的測試觀測已為 Dr. Cooper 及團隊提供了超過30萬個光譜作為研究。他們將與其他參與 DESI's Milky Way Survey 來自8個國家的29名合作者,一同運用這些資料來探索銀河系中最古老、最不尋常的恆星的起源。其中比對觀測資料與超級電腦的數值模擬預測這項重要的工作由清大團隊負責。為了建立並分析這些數值模擬,Dr. Cooper 和清大天文所的教職研究同仁一直持續在擴充清大天文資訊與計算中心(The Centre for Informatics and Computation in Astronomy,CICA)的高速運算資源。CICA 由天文所的教授與學生們全員共享,是台灣目前功能最多、效能最強大的天文學專用高速運算設備之一。

 

玉山青年學者_Dr. Andrew Cooper_探索 DESI Milky Way 巡天計畫的初步科學成果

圖說:

2021年1月由清大天文台的全天域監控照相機在新竹夜空所拍攝的獵戶星座(右下)。

獵戶座的”肩膀”上有兩顆非常顯眼的明亮星星—參宿四(紅色)和參宿五(藍色)。

Dr. Cooper 及其團隊,與 DESI Milky Way 巡天計畫的工作人員想了解恆星不同顏色所代表的物理特性(包括溫度、大小、年齡與化學組成)。而 DESI 這類的研究設施觀測的對象是光譜(每顆恆星在數千個不同波長所發出的光量),而不是夜空影像。

小圖是從 DESI 在2021年1月和2月所進行的30萬個測試觀測中隨機選出的幾個光譜。像參宿四(左邊)的紅色恆星光譜,波峰會出現在長波長處;像參宿五(右邊)的藍色恆星光譜,波峰則會現在短波長處。每一個光譜的形狀細節,都蘊含著大量的科學訊息。在接下來的五年,DESI 將測量多達800萬顆的非常遙遠恆星的光譜,其中最暗的恆星,其亮度將比參宿四微弱近一億倍。從這些數據,我們希望了解銀河系中不同類型的恆星、銀河系130億年的歷史以及神秘的黑暗物質。 [ DESI由勞倫斯柏克萊美國國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)主導,是美國能源部科學辦公室及其機構合作夥伴的研究計畫 ]

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