近日，中国科学院国家天文台文中略研究员和韩金林研究员从国际合作项目DESI成像巡天的公开数据中证认出了158万个星系团，包含87万个新发现的星系团，构成迄今为止规模最大的星系团样本，为星系演化和宇宙结构形成研究提供了重要的基础数据。该成果发表在国际科学期刊《天体物理学报增刊系列》上（ApJS，2024年6月10日）。
天文观测表明，宇宙中的物质分布呈纤维网状结构。在网状结构的交汇点，物质密度非常高，从而形成了由星系、热气体和暗物质等组成的星系团，它们是宇宙中最大的引力束缚天体，犹如宇宙大尺度结构中壮丽的“城市”。发现星系团是天文学研究的基础性工作。早在1958年，Abell从帕洛马巡天照相底片数据中搜寻星系团，成为揭示宇宙结构和星系演化的开拓性工作。近十几年来，国际上多台天文望远镜对天空进行了大面积天区的成像巡天。天文学家依据星系在多个波段的亮度即测光星等，可以估算出星系的红移（指示星系在宇宙纵深上的距离），称之为测光红移。文中略和韩金林以星系测光红移为基础，将宇宙中的星系在宇宙纵深上进行粗略分层，然后从分层数据中搜寻出星系分布的高密度区域，从而识别出星系团。2009年以来，文中略和韩金林通过不懈努力，利用国际光学巡天观测的开放数据进行星系团搜寻，完成了系列工作。他们发现的星系团工作长期处于国际领先地位，累计新发现了113万个星系团（见表1）。人类已知的星系团中，大约60%是他们发现的，这些大批发现的星系团已成为国际天文学家研究星系和宇宙学的宝贵资料。
最近，文中略和韩金林将他们搜寻星系团的最新方法应用于国际上多个望远镜联合完成的DESI成像巡天数据。他们首先根据星系多个颜色与红移的经验关系估计了大质量星系的测光红移。即使星系相对遥远和暗弱，他们开发的方法也能做出合理的红移估计。然后，他们利用红移数据将宇宙深空分层，并从分层的DESI星系的测光红移数据中成功搜寻出158万个星系团，覆盖了天空中约2.4万平方度区域，红移深度达到1.5（相当于距离我们约142亿光年，见图1）。这一版星系团表是此前最大星系团表的近三倍，并显著扩展了高红移星系团的样本。这些星系团的发现对研究星系演化的环境因素、星系团和宇宙结构形成甚至宇宙学均具有重要意义。
新开发的星系团搜寻方法在未来也有望应用于中国空间站望远镜（CSST）的巡天数据，发现宇宙更早期的星系团。
以上工作得到了国家自然科学基金和中国载人航天工程巡天空间望远镜专项科学研究经费的资助。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ad409d。
文中略和韩金林团队近15年来发布的系列星系团表和新发现的星系团数目
158万个DESI星系团的在宇宙纵深方向已扩展到红移1.5
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