宇宙最大二維地圖協助發現70個新重力透鏡

天文學家運用暗能量光譜儀巡天影像計畫（DESI Legacy Imaging Surveys）的龐大觀測資料，結合人工智慧影像辨識技術，發現並確認70個新的強重力透鏡系統。這項成果為研究暗物質、星系結構與宇宙學提供了更多重要樣本。2026年8月，研究團隊公布目前規模最大的宇宙二維影像地圖，資料包含約5.6兆像素，記錄近40億個天體，涵蓋恆星、星系、黑洞及小行星等，為搜尋罕見天文現象建立了前所未有的資料基礎。

這是一組在DESI Legacy Imaging Surveys資料中發現的重力透鏡樣本。透鏡效應表現為圍繞中心星系出現的光環或光弧。圖片來源：DESI Legacy Imaging Surveys/LBNL/DOE & KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

重力透鏡是指前景的大質量天體，例如星系或星系團，利用自身重力使背景遙遠天體發出的光線彎曲，形成弧形、環狀或多重影像，宛如天然的宇宙放大鏡。透鏡效應不僅能放大原本過於遙遠或暗淡的星系，也有助於推估暗物質的分布、研究星系演化，並檢驗宇宙模型。然而，透鏡系統在影像中往往不易辨認，研究團隊因此採用一種機器學習模型－殘差神經網路（a residual neural network）分析巡天影像，從大量資料中找出具有透鏡特徵的候選天體。

重力透鏡效應原理：當一個質量巨大的前景星系彎曲時空時，它就像一個宇宙放大鏡，放大並扭曲了其後方更遙遠星系的影像。圖片來源：International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/R. Proctor

為確認候選者是否確實構成重力透鏡，研究人員使用歐南天文台的甚大望遠鏡（VLT）搭載的多單元光譜探測儀（MUSE），進行光譜觀測。MUSE能同時取得影像中不同位置的光譜，協助研究人員辨認前景透鏡與背景光源，並測量兩者的紅移，以判定距離及相對位置。

新確認的70個系統已納入重力透鏡資料庫。這些經光譜確認的樣本，可供後續研究暗物質分布、星系內部結構及宇宙演化，也能與哈伯太空望遠鏡、韋伯太空望遠鏡及其他大型巡天計畫的觀測資料結合。這項成果顯示，人工智慧與大型天文巡天資料相互配合，能有效提升罕見天體的搜尋效率，並為未來宇宙學研究建立長期可用的觀測資源。

資料來源：NSF NOIRLab

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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