在無垠的宇宙中，隱藏著無數(shù)未解之謎——暗物質(zhì)的本質(zhì)、暗能量的驅(qū)動力量，以及宇宙膨脹的深層故事。最近，歐洲空間局（ESA）的歐幾里得（Euclid）空間望遠(yuǎn)鏡正以史無前例的視角，向我們揭示這些秘密。2025年4月，歐空局發(fā)布了歐幾里得的首批圖像和數(shù)據(jù)，聚焦于三大深空觀測區(qū)域。這不僅是一場視覺盛宴，更是為天文學(xué)家和全人類開啟了一扇通往宇宙深處的窗戶。
●宇宙地圖的繪制者
歐幾里得于2023年7月1日搭乘獵鷹9號火箭升空，肩負(fù)著一項雄心勃勃的任務(wù)：在六年時間里，繪制近三分之一天空的詳細(xì)地圖。這臺造價不菲的空間望遠(yuǎn)鏡旨在捕捉宇宙的歷史足跡，探索暗能量和暗物質(zhì)如何塑造了我們所知的宇宙。自部署以來，歐幾里得已多次展示其驚艷能力，從星云到星系團(tuán)的壯觀景象令人嘆為觀止。而此次發(fā)布的快速數(shù)據(jù)發(fā)布1（Quick Data Release 1，簡稱Q1），則是迄今覆蓋天空最大的一次成果——63平方度的觀測區(qū)域，相當(dāng)于滿月面積的300多倍，僅用了一周時間完成。
這三大深空區(qū)域被命名為「北場」、「南場」和「天爐場」，分別位于天龍座、時鐘座和天爐座。每一片區(qū)域都如同一幅宇宙畫卷，記錄著遙遠(yuǎn)星系的光芒，有些甚至來自105億光年之外的過去。歐幾里得迄今已在這些區(qū)域觀測到2600萬個星系，而Q1數(shù)據(jù)中包含的38萬個星系已被詳細(xì)分類，宛如宇宙的指紋檔案。
▲歐幾里得三大深空區(qū)域位置圖：這張星圖標(biāo)注了北場（天龍座）、南場（時鐘座）和天爐場（天爐座）的天球位置，展示了歐幾里得觀測的廣袤范圍。圖片來源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA; ESA/Gaia/DPAC; ESA/Planck Collaboration
●北場：貓眼星云與愛因斯坦環(huán)的邂逅
在北場（North），歐幾里得的目光聚焦于天龍座一片22.9平方度的天空。這里最引人注目的莫過于貓眼星云（Cat’s Eye Nebula），一團(tuán)距離地球3000光年的塵埃云，由一顆瀕死恒星拋出的外層物質(zhì)構(gòu)成，宛如宇宙中的一顆明珠。此外，北場還揭示了歐幾里得發(fā)現(xiàn)的首個愛因斯坦環(huán)——一個圍繞5.9億光年外星系的光環(huán)，由引力透鏡效應(yīng)形成。當(dāng)遙遠(yuǎn)星系的光經(jīng)過前方物體時，引力將其彎曲，形成這一奇觀。這不僅是科學(xué)的見證，也是自然界的藝術(shù)杰作。
▲歐幾里得鏡頭下的貓眼星云：這幅圖像展示了貓眼星云的細(xì)膩結(jié)構(gòu)，一團(tuán)由瀕死恒星拋灑的塵埃構(gòu)成的云霧，距離地球3000光年。歐幾里得的高分辨率捕捉到了其層次分明的輝光，宛如宇宙中的一顆寶石。圖片來源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA，圖像處理：J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi
●天爐場：與前輩對話的新篇章
位于南半天球的天爐座，天爐場（Fornax）覆蓋12.1平方度，曾是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡等前輩的觀測熱點。歐幾里得在此不僅延續(xù)了傳統(tǒng)，還以更高分辨率捕捉到星系的細(xì)節(jié)。甚至包含了NASA錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡研究過的「深場南」小區(qū)域。通過對比新舊數(shù)據(jù)，天文學(xué)家得以窺見宇宙演化的細(xì)微變化。
●南場：揭秘宇宙之網(wǎng)
南場（South）是三者中最大的，占地28.1平方度，位于時鐘座。這片此前未被深入研究的區(qū)域展現(xiàn)了「宇宙之網(wǎng)」的壯麗結(jié)構(gòu)——由星系團(tuán)、氣體細(xì)絲和暗物質(zhì)交織而成的網(wǎng)絡(luò)。這是宇宙骨架的直觀呈現(xiàn)，連接著億萬光年的時空。天文學(xué)家瓦萊里婭·佩托里諾（Valeria Pettorino）表示：「一次觀測就帶來了海量數(shù)據(jù)，從星系形態(tài)到引力透鏡，無所不包。未來我們將反復(fù)觀測這些區(qū)域30到52次，每次都更清晰、更深入?！?/p>
▲歐幾里得觀測深場南的70倍放大視圖：這張圖像展現(xiàn)了南場中「宇宙之網(wǎng)」的一部分，星系團(tuán)與暗物質(zhì)細(xì)絲交織，勾勒出宇宙的宏觀結(jié)構(gòu)。歐幾里得的廣角鏡頭揭示了此前未被探索的時鐘座區(qū)域。圖片來源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA，圖像處理：J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi
●AI與人類的奇妙協(xié)作
面對2600萬個星系的龐大數(shù)據(jù)量，單靠人力顯然不足以應(yīng)對。為此，天文學(xué)家與公眾攜手，借助人工智能Zoobot完成了壯舉。Zoobot是一種專為天文學(xué)研究設(shè)計的人工智能算法，主要用于分析和分類宇宙中的天體圖像，主要特點包括高效圖像分類、基于深度學(xué)習(xí)的自適應(yīng)性、多功能識別能力、高精度與細(xì)節(jié)敏感性、結(jié)合人工智能與人類智慧，為天文學(xué)家提供了一把解鎖宇宙奧秘的鑰匙。
2024年8月，來自Galaxy Zoo項目的9976名志愿者參與了對歐幾里得圖像中星系的分類，僅用一個月就為AI提供了足夠的訓(xùn)練樣本。最終，Zoobot從Q1數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)挑選并分類了38萬個星系。
▲Q1發(fā)布中不同形態(tài)的星系拼圖：這幅拼圖展示了Q1數(shù)據(jù)中精選的星系，每一個都擁有獨特的形狀，記錄著數(shù)十億年的演化歷史。這些宇宙指紋由Zoobot AI與志愿者共同分類完成。圖片來源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA，圖像處理：M. Walmsley, M. Huertas-Company, J.-C. Cuillandre
另一項突破是引力透鏡的發(fā)現(xiàn)。Q1數(shù)據(jù)中列出了497個強(qiáng)引力透鏡，其中大部分是首次觀測到的。這一數(shù)字幾乎讓太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的引力透鏡總數(shù)翻倍。不同于地面望遠(yuǎn)鏡受限于大氣模糊，歐幾里得從太空捕捉到了這些罕見現(xiàn)象的清晰細(xì)節(jié)。Space Warps項目的1000多名志愿者與AI協(xié)作，篩選出這些「宇宙放大鏡」，為研究暗物質(zhì)分布提供了寶貴線索。
▲Q1發(fā)布中的強(qiáng)引力透鏡拼圖：這些圖像展示了引力透鏡效應(yīng)，光線在重力作用下彎曲，形成環(huán)狀或弧形圖案。歐幾里得的高分辨率揭示了這些罕見現(xiàn)象的細(xì)節(jié)，超越了地面觀測的極限。圖片來源：ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA，圖像處理：M. Walmsley, M. Huertas-Company, J.-C. Cuillandre
●暗能量與暗物質(zhì)的鑰匙
歐幾里得的終極目標(biāo)遠(yuǎn)不止于此。Q1僅包含其預(yù)期觀測星系總量的0.4%，但已為34篇科學(xué)論文提供了素材，這些論文即將刊登于《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊（the journal Astronomy & Astrophysics）。未來，隨著完整數(shù)據(jù)的發(fā)布，天文學(xué)家將研究弱引力透鏡效應(yīng)，深入剖析暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)。這兩種神秘力量占據(jù)宇宙的95%，卻至今未被直接探測到。歐幾里得或許將成為解鎖這一謎團(tuán)的關(guān)鍵。
●人類的宇宙詩篇
「每張圖像中的星系都由數(shù)十億顆恒星組成，可能孕育著數(shù)十億顆行星。它們獨一無二，像指紋一樣，記錄著宇宙的成長史?！箽W幾里得聯(lián)盟科學(xué)家邁克·沃姆斯利（Mike Walmsley）如是說。當(dāng)我們凝視這些遙遠(yuǎn)的光點時，實際上是在回望時間長河，探索我們自身的起源。
歐空局科學(xué)主任卡羅爾·蒙德爾（Carole Mundell）教授稱贊道：「歐幾里得再次證明了自己是終極發(fā)現(xiàn)機(jī)器。它以宏大的尺度探測星系，讓我們得以探究宇宙的歷史和那些塑造它的隱秘力量?！箯呢堁坌窃频挠鄷煹揭ν哥R的奇景，從AI的精準(zhǔn)到志愿者的熱情，這臺望遠(yuǎn)鏡不僅屬于科學(xué)家，更屬于全人類。
隨著2026年完整數(shù)據(jù)的發(fā)布，歐幾里得將為我們帶來更多震撼與啟示。它不僅是技術(shù)的結(jié)晶，更是人類好奇心的延伸，引領(lǐng)我們走向宇宙的更深處。讓我們拭目以待，這片星空的下一章。
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