重點摘要
- DESI Legacy Imaging Surveys 結合超過 263,000 張望遠鏡影像，製作出可見光與近紅外光波段中史上最大的二維宇宙地圖。
- 這份地圖收錄近 40 億個天體，主要為恆星與星系；資料完全公開，可透過 Legacy Survey Sky Viewer 瀏覽。
- 它是 DESI 巡天計畫的基礎，可用於建立史上最大的高解析度三維宇宙地圖、研究暗能量隨時間的變化。
史上最大二維宇宙地圖問世
各位天文愛好者請抓穩望遠鏡：DESI Legacy Imaging Surveys 團隊釋出了史上最大的二維彩色宇宙地圖。這張像素總數高達 5.6 兆的地圖，收錄了近 40 億個天體，主要為恆星與星系。所有資料皆公開，可透過 Legacy Survey Sky Viewer 瀏覽。
天文學家與公民科學家可探索這份地圖，或將其與自身觀測結合，以更深入理解宇宙。研究人員可以搜尋如重力透鏡等罕見現象、觀測如超新星等短暫事件，並探究物理學兩大未解之謎：暗物質——這種不可見物質佔了宇宙總質量的絕大部分——以及推動宇宙加速膨脹的暗能量。
新地圖延續了 DESI Legacy Imaging Surveys 早期版本，後者已證明極具價值。至今，已有超過 1,800 篇科學論文引用 Legacy Surveys 資料。
「它已成為天文學研究的基本架構之一」，Legacy Surveys 共同主持人、勞倫斯柏克萊國家實驗室（Berkeley Lab）科學家 David Schlegel 表示。「如今當你在處理天文觀測時，往往第一步就是打開 Legacy Imaging Viewer，先確認你正在觀察什麼。」
這份更新版地圖覆蓋了約 75% 的可見光與近紅外天區，提供了不受銀河系塵埃與恆星遮擋的深邃河外宇宙視野。研究人員預期，在未來數年內，它仍將會是最完整的二維宇宙地圖。
超過 160 位科學家參與了資料蒐集工作，並由 20 人團隊產出最終資料集。這份地圖整合了 263,407 張來自三個地基巡天計畫的望遠鏡影像：
- NSF Cerro Tololo 美洲洲際天文台的暗能量相機 Legacy Survey（DECaLS）
- NSF 基特峰國家天文台的 Mayall z-band Legacy Survey（MzLS）
- 亞利桑那大學 Steward 天文台的北京－亞利桑那天空巡天（BASS）
此外還補充了 NASA 廣域紅外巡天探測衛星（WISE）多年觀測資料及其他公開資料。
「對我們團隊來說，這些資料是研究宇宙膨脹歷史與銀河系形成的根本基礎」，Legacy Surveys 共同主持人、NSF NOIRLab 天文學家 Arjun Dey 說。「但天空屬於每一個人，這份巡天讓所有人都有機會探索星空、驚嘆它的奧妙。」
銀河遍布之處
DESI Legacy Imaging Surveys 最初是為 DESI 暗能量光譜儀巡天做準備。Legacy Surveys 的二維地圖本質上是深度的天空影像：記錄星系與恆星的位置與亮度。這個關鍵步驟讓 DESI 能夠選定觀測目標、量測不同波段的光，以決定天體距離，進而建構史上最大、最高解析度的三維宇宙地圖。科學家透過研究不同宇宙時期星系的聚集方式，長期追蹤暗能量的演變。
2026 年 4 月，DESI 提前完成原訂五年觀測計畫，觀測到的天體數量遠超預期。初步結果顯示出令人意外的跡象：暗能量的影響可能隨時間減弱——這項可能改寫人類對宇宙最終命運預測的範式轉移。DESI 預計於 2027 年公布使用前五年資料改進後的成果，並將觀測延續至 2028 年。
DESI 觀測星系效率極高，使得 Legacy Surveys 地圖必須擴張。Schlegel（同時也參與 DESI 計畫）回憶：
「很早就很清楚，我們可能會面臨『沒有星系可以觀測、沒有天空可以拍攝』的窘境，最好提前準備對策。」
新版的 Legacy Surveys 地圖自 2026 年 6 月起被用於選定 DESI 觀測目標，並將在未來數年持續指引望遠鏡的運作方向。
運算整個宇宙
要把橫跨 2,285 個夜晚拍攝的數十萬張影像（每張面臨不同的大氣與望遠鏡狀況）合併，是極為龐大的運算工程。團隊花了約一年時間開發電腦程式碼，再於柏克萊實驗室的國家能源研究科學運算中心（NERSC）Perlmutter 超級電腦上耗時八週處理所有影像。
除了支援 DESI，Legacy Surveys 也將成為下一代望遠鏡的基礎參考資料。隨著 NSF-DOE Vera C. Rubin 天文台（由 NSF 與 DOE 科學辦公室共同出資）以及 NASA 南希·葛蕾斯·羅曼太空望遠鏡等新觀測站陸續啟用，研究人員可將其觀測結果與這份有史以來最深、最完整的天空影像相互對照。
Legacy Surveys 資料也將協助科學家訓練人工智慧工具，分析數 PB 級的天文資料、加速新發現。它將成為美國科學雲（American Science Cloud）中天文物理試驗計畫——DOE「Genesis 任務」的一部分——所使用的資料集之一。
為什麼這件事重要
這份地圖不只是「漂亮的天空照片」，而是支撐未來十年天文學研究的核心基礎建設。從三個角度看它的戰略價值：
- 加速暗能量謎題的破解：DESI 在 2026 年 4 月已提前完成五年觀測，初步結果暗示暗能量可能隨時間演變——這是粒子物理標準模型與宇宙學的重大挑戰。新版 Legacy Surveys 提供了更大的星系樣本與更深的觀測深度，讓 DESI 能在 2027 年的成果公布時進一步縮小誤差。
- AI 時代的天文學基礎：隨著天文資料進入 PB 級時代，傳統的人工分析已不可行。Legacy Surveys 將成為訓練 AI 模型辨識星系形態、尋找重力透鏡與瞬變事件的標準資料集，影響所有未來的天文機器學習研究。
- 公民科學與教育普及：資料完全公開、瀏覽器可即時操作，等於把整個可觀測宇宙搬進每一台電腦。這不只服務專業天文學家，也讓業餘玩家與教育工作者得以參與探索。
數據解讀與質疑
5.6 兆像素、近 40 億天體——這些數字該如何理解？
- 5.6 兆像素的量級：相當於 5,600 億張 1000×1000 像素的照片。如果用 24吋 4K 螢幕顯示，需要超過 200 萬台才能同時完整呈現。
- 263,407 張曝光影像：每張平均覆蓋約 0.7 平方度天區，整體重複觀測確保消除單次曝光的宇宙射線、衛星軌道雜訊等假訊號。
- 覆蓋率 75%：剩下 25% 主要是銀河系盤面區域，因為該區域充滿塵埃與恆星，無法有效觀測河外天體。
- 13 年累積：第一張曝光從 2013 年開始，意味著這份資料集經歷了完整的太陽活動週期，有助於校正太陽風暴造成的觀測偏差。
值得質疑的是：「最大」這個標題只適用於可見光與近紅外波段。在無線電波段（如南非 MeerKAT 的電波巡天）與 X 光波段，未來會有完全不同的「地圖」。這份 Legacy Surveys 並不是宇宙的最終版本，而是天文學新世代的起點。
經費與支援
- DESI Legacy Imaging Surveys 由美國能源部高能物理辦公室、能源部科學辦公室使用者設施 NERSC、美國國家科學基金會天文科學部以及各合作機構共同支持。
- DESI 由能源部科學辦公室與 NERSC 支援，並獲得 NSF、英國科技設施委員會、Gordon and Betty Moore 基金會、Heising-Simons 基金會、法國原子能與替代能源委員會（CEA）、墨西哥 SECIHTI、西班牙科學與創新部以及 DESI 成員機構的額外支援。
編按：本文綜合整理自 Lawrence Berkeley National Laboratory 官方新聞稿，並加入 Siami 編輯部觀點與分析。
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