科学家探测到迄今最大数量星系团

近日，中国科学院国家天文台副研究员邹虎等基于国际合作的DESI深度图像巡天数据，探测到红移z<1、超过54万星系团样本，并对星系团样本的总质量进行了有效估计，这是目前探测到的最大星系团样本，该研究成果已被《天体物理学报增刊》接收。

作为系列工作的首篇，该研究探测的星系团样本将用于研究星系团内成员星系的性质、大质量中心星系的演化、致密环境中质量组装和恒星形成、星系团内气体的性质等，以便理解星系团内成员星系的晚期演化。同时，该样本也将在暗物质、大尺度结构和宇宙学参数限制等方面发挥应用价值。

星系团是宇宙中最大的自引力束缚系统，包括大量的星系、气体和暗物质。星系团是研究高密度环境下星系形成演化的理想场所，也是研究宇宙大尺度结构、暗物质和暗能量的有效探针。大样本的红移z<1的星系团是准确研究致密环境下星系晚期演化的前提，尤其是星系团中的最亮团星系（BCG）。它们是宇宙中最大质量、最亮的星系，大多位于星系团引力势井的中心。受样本的限制，关于它们的晚期演化较多观测给出了相互矛盾的结论。

基于国际合作，邹虎等参与了暗能量光谱巡天（DESI）项目，开展了大面积的深度巡天，他们主导的北京-亚利桑那巡天是其中的一部分。总的图像巡天面积约为2万平方度，平均比斯隆巡天SDSS深2-3星等。在利用该巡天数据开展星系团的探测之前，邹虎等对r<23星等的3亿星系进行高精度的测光红移和恒星质量测量，测光红移的精度小于0.02，对数恒星质量的精度为0.2 dex，相关研究成果已发表在《天体物理学报增刊》上。基于该测光红移星表，研究人员采用了新的快速峰值聚类算法，探测到超过54万星系团，其成员星系数量大于10。相比基于红序列的星系团搜索方法，该算法能够探测出缺乏红星系的星系团。相比传统的密度搜索方法，该算法执行效率更高而且能够有效地探测成员星系。基于X射线和射电SZ效应的观测数据，利用成员星系的光学光度对星系团总质量进行了有效估计。该样本的红移范围为z<1，总质量范围为1013.5-1014.8M☉。与以前基于SDSS巡天的最大星系团星表相比，这个星系团样本扩大了约4倍，红移分布峰值从0.4拓展到0.7。蒙特卡洛模拟显示星系团的错误率约为3%。

同时，上海交通大学教授杨小虎教授等与邹虎合作，采用了改进的基于暗物质晕的星系群搜索算法，探测到相似规模的星系团（成员数量大于10），该成果近期被《天体物理学报》接收。综合两种不同的探测方法能够给出更加可靠的星系团和成员判断，有利于分析不同星系团探测方法对各项研究带来的系统影响。

从探测的星系团中我们初步发现了上百个强引力透镜系统。此外，DESI正在开展光谱巡天观测，计划获取3500万星系和类星体的光谱。大规模的光谱数据结合深度多波段图像数据将保障我们将来细致研究星系团和成员星系的性质、星系性质的相关性以及成员星系质量组装历史等。我们的研究工作为未来中国的大型望远镜设备和大规模巡天如CSST等的数据分析和科学研究做准备。

邹虎等人探测到的星系团的红移分布与以往基于SDSS巡天的测光星系团的对比，这里进行了巡天面积的归算

探测到红移约为0.4左右的星系团，星系团和BCG的部分性质也标记在图上。中心的小圆圈给出了BCG星系的位置，十字标记了该星系团成员星系的平均位置，大圆圈显示0.5Mpc的距离范围。围绕中心BCG的周围能看强引力透镜的弧状信号

来源：中国科学院国家天文台