美国国家科学基金会 在德西遗产调查数据中发现的重力透镜的例子
信用:KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/遗产成像调查 来自德西(暗能量光谱仪器)遗留成像调查的数据揭示了超过1200个新的重力透镜，大约是已知透镜数量的两倍
这些遥远星系的扭曲和拉伸图像是使用基于真实数据的机器学习发现的，为天文学家提供了大量新的目标，以此来测量宇宙的基本属性，如描述宇宙膨胀的哈勃常数
寻找引力透镜的天文学家利用机器学习来检查被称为德西遗留成像调查的庞大数据集，发现了1210个新透镜
这些数据是在塞罗·托洛洛美洲天文台(CTIO)和基特峰国家天文台(KPNO)收集的，这两个天文台都是美国国家科学基金会NOIRLab的项目
雄心勃勃的德西遗留成像调查刚刚发布了第九次也是最后一次数据
自20世纪30年代以来，在科学杂志上讨论过，引力透镜是爱因斯坦广义相对论的产物
该理论认为一个巨大的物体，比如一群星系，可以扭曲时空
包括爱因斯坦在内的一些科学家预测，这种时空扭曲可能是可以观察到的，因为前景星系团拉伸并扭曲了背景星系发出的光
镜头通常在图像中以弧形和条纹的形式出现在前景星系和星系团周围
每10000个大质量星系中只有一个会显示出强烈的引力透镜现象，而定位它们并不容易
引力透镜允许天文学家探索我们宇宙中最深刻的问题，包括暗物质的性质和定义宇宙膨胀的哈勃常数的值
迄今为止，重力透镜使用的一个主要限制是已知的数量很少
在德西遗留勘测数据中发现的重力透镜的一个例子
德西-015中间近乎完整的圆圈
6763-14
0150是一个背景星系的图像，被中心的红色星系引力扭曲成一个近乎完美的爱因斯坦环
信用:KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/遗产成像调查 “一个巨大的星系扭曲了它周围的时空，但通常你不会注意到这种效应
“只有当一个星系隐藏在一个巨大星系的正后方时，才可能看到一个透镜，”该研究的主要作者，来自三藩市大学的黄指出
“当我们在2018年开始这个项目时，只有大约300个确认的强镜头
" “作为德西遗产调查的共同领导者，我意识到这将是寻找引力透镜的完美数据集，”研究合著者、LBNL劳伦斯·伯克利国家实验室的大卫·施莱格尔解释道
“我的同事黄刚刚在旧金山大学教完一门机器学习的本科课程，我们一起意识到这是一个将这些技术应用于寻找引力透镜的绝佳机会
" 透镜化研究之所以成为可能，是因为可以从德西遗留成像调查中获得科学数据，进行这些调查是为了确定德西行动的目标，第九个也是最后一个数据集刚刚发布
这些调查由观察到三分之一夜空的三个项目组成:暗能量相机遗产调查(贴花)，暗能量相机(DECam)在Víctor M上观察到
智利CTIO的布兰科4米望远镜；尼古拉斯号上的马赛克相机进行的梅奥尔z波段遗产调查
KPNO的迈尔4米望远镜；和博克2号上的90度照相机拍摄的北京-亚利桑那州天空测量
位于KPNO的3米望远镜，由亚利桑那大学拥有和运营
在德西遗留勘测数据中发现的重力透镜的一个例子
DESI-090中有四组透镜图像
9854-35
9683，对应于四个不同的背景星系——从最外面的巨大红色弧到最里面的亮蓝色弧，排列成四个同心圆
它们都被位于正中心的橙色星系引力扭曲——或透镜化
信用:NOIRLab “我们把遗产调查成像项目作为一项公共事业从头开始设计，因此它可以被任何科学家使用，”来自国家科学基金会NOIRLab的研究合著者阿尔琼·戴伊说
“我们的调查已经产生了一千多个新的引力透镜，毫无疑问还有更多等待发现
德西遗留成像测量数据通过位于CSDC的天体数据实验室的社区科学和数据中心提供给天文学界
“为发现和探索提供科学准备好的数据集是我们任务的核心，”CSDC的主任亚当·波顿说
“德西遗留成像测量是一个关键资源，天文学界可以在未来几年内用于此类研究
" 为了分析数据，黄和他的团队使用了位于伯克利实验室的国家能源研究科学计算机中心的超级计算机
“德西遗留成像调查对这项研究绝对至关重要；不仅是望远镜、仪器和设备，还有数据简化和源提取，”黄解释说
“观察的广度和深度的结合是无与伦比的
" 信用:KPNO/CTIO/荷兰实验室/国家科学基金会/光环/遗产成像调查，博士
穆尼扎加，P
马伦菲尔德，哈勃太空望远镜/钱德拉x光天文台
音乐:零项目——下层地下城(零项目
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随着大量科学数据的处理，研究人员转向一种被称为深度残留神经网络的机器学习
神经网络是一种计算算法，有点像人脑，用于解决人工智能问题
深度神经网络有许多层，它们共同决定一个候选对象是否属于一个特定的组
然而，为了能够做到这一点，必须训练神经网络来识别有问题的对象
现在手头上有了大量的候选透镜，研究人员可以对哈勃常数等宇宙参数进行新的测量
关键是要在背景星系中探测到一颗超新星，当它被前景星系透镜化时，会以多个光点的形式出现
既然天文学家知道哪些星系显示出强烈的透镜现象，他们就知道去哪里寻找了
新设施，如维拉中心
鲁宾天文台(目前正在智利建设中，由NOIRLab运营)将监测像这样的物体，作为其任务的一部分，允许任何超新星被其他望远镜快速测量
在德西遗留勘测数据中发现的重力透镜的一个例子
DESI-010中部附近的两条红色条纹
8534-20
6214是背景星系的引力透镜弧(“直”弧)——高度放大和拉伸的图像
导致这种扭曲的引力透镜，总的来说，是直弧上下两个橙色星系的聚集
信用:KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/遗产成像调查 本科生从一开始就在这个项目中扮演着重要的角色
加州大学学生安迪谷说:“我在这个项目中的角色帮助我发展了几项技能，我相信这些技能对我未来的学术生涯至关重要
" 这项研究发表在《天体物理学杂志》的论文《在德西遗留成像调查中发现新的强引力透镜》中
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