SUBARU望远镜的超广视野多天体光谱仪(PFS)正式运行,一次可观测约2400个天体的光谱信息

百科   2025-02-05 10:23   日本  

东京大学国际高等研究所科维理数物联携宇宙研究所的村山齐教授(兼任加利福尼亚大学伯克利分校教授)和国立天文台夏威夷观测站的田村直之教授率领的研究团队于1月10日在一桥大学一桥讲堂(学术综合中心,东京都千代田区一桥)宣布,SUBARU望远镜(即昴星团望远镜)的超广视野多天体光谱仪(PFS:Prime Focus Spectrograph)开始正式运行。运行后PFS可利用SUBARU望远镜的超广视野,同时观测约2400个天体的光谱信息。研究团队计划从3月正式开展观测工作。

村山教授(左)和田村教授(供图:科学新闻社)
PFS是由以村山教授为首的国际联合研究团队开发和安装而成的,田村教授担任项目负责人。
图1 从正面拍摄的PFS构件配置图(供图:国立天文台)

该系统在直径约1.3度的主焦点视场内,配置了约2400根光纤,类似于复眼结构功能。每根光纤的端部可根据观测目标进行精度在20至30微米的高精度移动,从而将天体发出的光捕捉到光谱仪中。通过该技术,可以同时获得可见光全范围和部分红外光(波长380至1260纳米)的光谱信息。

PFS项目开发历时15年,参与者包括日本、美国、法国、巴西、台湾、德国、中国等20多个国家与地区的研究机构。项目开发总经费达1.1亿美元,其中大部分由参与者通过竞争性科研资金和捐赠资助完成。

图2:使用PFS观测仙女座主星系M31区域内的天体数据示例。左为在使用SUBARU望远镜的超广视野主焦点相机“Hyper Suprime-Cam(HSC)”拍摄的M31图像上,标识了用于观测单个天体而配置的PFS的光纤位置。不同符号代表不同的观测对象(圆形代表研究对象,方形和三角形代表校准天体),不同颜色分别对应4台光谱仪;右为实际观测天体的放大图像和通过光纤获得的光谱数据示例。(供图:PFS Project/Kavli IPMU/NAOJ、M31:HSC Project/NAOJ)

通过PFS进行的观测,有望推动中微子的质量、暗能量的时间演化、宇宙曲率、银河系与仙女座星系的结构演化史、暗物质特性及星系的形成历史等领域的研究。最近一次观测将于3月22日晚上进行,届时将对矮星系进行观测。

村山教授和田村教授带领的PFS国际团队,将在未来5至6年内开展为期360晚的光谱观测,目标是绘制出宇宙的三维地图。该计划将是SUBARU望远镜历史上规模最大的一个项目。村山教授表示:“希望能揭示宇宙的起源、演化及最终命运等与宇宙整体相关的巨大谜团。”

原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部

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