HSC超廣角相機巡天觀測計畫初期成果發表

(中央研究院天文及天文物理研究所最新動態,2018年3月5日)

由中央研究院天文及天文物理研究所(ASIAA)和日本國立天文台(NAOJ)、日本數物連攜宇宙研究機構(IPMU)以及美國普林斯頓大學等學者共組而成的國際團隊,利用2014年裝設於Subaru望遠鏡主焦點上的「HSC超廣角相機」(Hyper Suprime-Cam,簡稱HSC),進行了「Subaru超廣角相機策略觀測計畫」 (HSC-SSP),近日發表初期成果。

該計畫所使用的高性能HSC相機,在廣角方面,一次可涵蓋9個滿月大小的天區,解析力方面,能在1000平方度(相當於5000個滿月)範圍中拍攝到黯淡天體,非一般相機所能。天文學家擁有這樣的 HSC 觀測資料時,藉其空前精確度,可用來繪製暗物質在宇宙中的分布圖,更深入探究宇宙加速膨脹奧秘。HSC巡天觀測計畫預計將持續至2019年底。

該團隊日前將過去兩年中HSC觀測之初步結果,在日本PASJ(日本天文学会欧文報告)以專刊集結發表(圖1)。共計約40篇論文,顯示HSC觀測資料對廣泛的研究領域都深具意義,其相關研究題材橫跨各種宇宙尺度,自太陽系天體,乃至星系、活躍星系核、星系團和宇宙學等皆有所涵蓋。值得一提的是,此專刊40篇論文中有34篇本所同仁有參與研究,其中兩篇本所同仁為第一作者(圖2),顯示本所參與HSC計畫收穫頗豐。

圖1:「日本天文学会欧文報告」特刊封面。(Credit:日本天文学会)

圖2:本所陳英同博士在HSC-SSP計劃中所發現一顆古柏帶天體 (黃色標線所示),可看出此移動天體在同一天不同時間的位置。左右兩圖的觀測相隔一天。(Credit: 中研院天文所/陳英同博士)

在這次HSC-SSP的PASJ初期成果特集發表記者會上,本所朱有花所長表示:「HSC是臺灣跟日本的第一個光學合作計畫。臺灣在儀器建造和科學研究方面皆有參與,在HSC計畫中的『濾鏡交換系統』就是臺灣製作完成的,令我們相當引以為傲(編按:該系統可存儲六個濾鏡,可全自動化操作,並能將其中之一準確對準在光路中。因為有多濾鏡,HSC才能提供多組不同色彩的數據資料)。此外,天文所也參與測試CCD晶片和研發廣視野修正測試系統,這些過程幫助我們取得建造儀器的經驗,也促成我們繼續參與在Subaru望遠鏡主焦點光譜儀(Prime Focus Spectrograph,簡稱PFS)的合作計畫案,我們預期該案也會再一次締造圓滿成功。」

IPMU 的高田昌広教授也表示:「使用Subaru望遠鏡的大孔徑和HSC相機的超廣角,取得的資料,讓我們能以驚人的速度繪出一個巨大的宇宙地圖。從這張地圖上又能發現許多暗而罕見的天體或天文現象。目前,我們已經在太陽系外圍發現天體,也在銀河系附近找到很黯淡又很小的星系,有80億年前的星系團,和130億年前的類星體。我們還能做的是,創建一個暗物質的地圖,那必須借助到精確量化星系形狀的尖端資料分析技術,去量測重力透鏡效應。這個計畫總共已有200多名研究人員參與,藉團隊的力量,我們將有更多的成果可以發表。團隊正在加倍努力取得更多令人興奮的成果。」

IPMU的所長村山斉則說:「本專案旨於執行一次『宇宙的普查』,目的在於揭開宇宙演化、宇宙未來命運各種奧秘。像這樣子的宇宙研究,在日本還是新領域,但在國際間已引發許多關注。Kavli IPMU在這個計劃的儀器方面貢獻比例大約是一半左右,包括特殊鏡頭系統的設計和製造、精密機械控制系統。目前展現的初期研究發表已經是世界等級,但我們更預期未來當計畫結束而其資料量擴增為目前六倍時,將會有更多驚喜發現和大家分享。針對HSC資料能繼續後續研究,目前我們已開始發展PFS。我們確信,未來20年,Subaru望遠鏡都將維持在前沿領軍的位置。」

最後,本所朱所長認為:「HSC巡天計畫提供我們進行最前端研究的珍貴資料。我非常高興看到臺灣的天文學家踴躍參與HSC的科學計畫,進行諸如小行星、星系與星系團、重力透鏡效應等等的研究。這期的PASJ專刊展示了HSC的初期科學成果,但我相信,之後還會有更精采的成果產生!」

相關參考資料:

日本天文学会欧文報告のHSC特集号 (內容為英文)

https://academic.oup.com/pasj/issue/70/SP1

設置於Subaru主焦點上的「超廣角相機 HSC」 之初期結果發佈

https://www.subarutelescope.org/Topics/2018/02/26/index.html

天文所參與研發最新觀測儀器 首度呈現仙女星系超高解析度彩色影像(2013年07月31日中央研究院新聞稿)

https://www.sinica.edu.tw/ch/news/2920

檔案資料:由臺灣團隊製作交付的濾鏡交換系統讓HSC達成科學目標,功不可沒--沒有它,HSC會是黑白相機而沒有彩色。位於圖正中央貌似一「機械手臂」的灰黑色物體就是HSC的濾鏡交換系統,裝置在Subaru望遠鏡的主焦點上。