科技日報記者 張夢然

2025年3月，歐洲空間局（ESA）的歐幾里得任務(wù)發(fā)布了首批勘測數(shù)據(jù)，為科學(xué)界揭開了深空區(qū)域的壯麗景象。此次發(fā)布的數(shù)據(jù)以三幅馬賽克圖的形式呈現(xiàn)，覆蓋了廣闊的天空區(qū)域，展示了數(shù)十萬個形狀和大小各異的星系，并首次對380000多個星系以及500個引力透鏡候選者進行了分類調(diào)查。

ESA科學(xué)主任卡羅爾·蒙代爾教授表示：“歐幾里得證明了自己是終極探索機器。它正在以最宏大的規(guī)模勘測星系，使我們能夠探索宇宙的歷史和塑造宇宙的無形力量。”更重要的是，這批豐富的信息為科學(xué)家們提供了一個“數(shù)據(jù)金礦”，幫助他們深入研究和解決現(xiàn)代科學(xué)中一些最有趣的問題。

歐幾里得：翻開宇宙圖集全新篇章

歐幾里得任務(wù)已在天空中確定了3個深空區(qū)域，這些區(qū)域?qū)⒊蔀槲磥砗荛L一段時間天文學(xué)界的觀測核心目標(biāo)。

在初步觀測中，歐幾里得對每個區(qū)域進行了一次掃描，發(fā)現(xiàn)了2600萬個星系。其中最遠的星系距離地球達105億光年，而這些星系中還包含一小部分明亮的類星體。接下來的幾年內(nèi)，歐幾里得將對這3個區(qū)域進行30至52次的重復(fù)觀測，捕捉更多遙遠星系的細節(jié)。預(yù)計到2030年任務(wù)結(jié)束時，這些深空區(qū)域的數(shù)據(jù)將變得極其“深入”。

而即使是首次發(fā)布的63平方度（相當(dāng)于滿月面積的300多倍）天空數(shù)據(jù)也足以讓人驚嘆。這批數(shù)據(jù)預(yù)示著歐幾里得最終完成的“宇宙地圖集”的宏大規(guī)模：高分辨率覆蓋整個天空的三分之一，即14000平方度。這張地圖不僅能涵蓋星系的分布，還包括強引力透鏡現(xiàn)象、星團結(jié)構(gòu)以及恒星形成的詳細信息。

團隊稱，盡管只有完成整個調(diào)查后，人們才能充分看到歐幾里得的潛力，但目前的數(shù)據(jù)已讓人們首次窺見那些宏偉星系的大尺度組織結(jié)構(gòu)。

人工智能：與人類聯(lián)手解析星系演化

歐幾里得任務(wù)預(yù)計將在6年內(nèi)拍攝超過15億個星系的圖像，每天返回約100GB的數(shù)據(jù)量。如此龐大的數(shù)據(jù)集給搜索、分析和編目星系帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。而人工智能（AI）算法的進步，將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

通過AI技術(shù)，科研團隊能夠在幾周內(nèi)提供尖端科學(xué)成果，而過去類似規(guī)模的研究可能需要數(shù)年時間才能完成。例如，ZoobotAI算法創(chuàng)建了第一個包含超過380000個星系的詳細目錄，并根據(jù)螺旋臂、中心棒和潮汐尾等特征進行了分類，通過這些特征可推斷出星系合并的歷史。

此次發(fā)布的首份星表僅占歐幾里得任務(wù)生命周期內(nèi)預(yù)計拍攝星系總數(shù)的0.4%。然而，這一初步成果已顯示出巨大潛力。最終星表將比以往測量的星系數(shù)量至少高出一個數(shù)量級，可幫助科學(xué)家解答諸如螺旋臂如何形成，以及超大質(zhì)量黑洞如何生長等問題。

歐幾里得任務(wù)被認為是一座“數(shù)據(jù)金礦”，科研團隊聯(lián)手AI，會從中提取星系內(nèi)部結(jié)構(gòu)到外部環(huán)境的全面分析，揭示星系演化的全貌，再將星系演化研究擴展到更大的宇宙學(xué)目標(biāo)，如暗物質(zhì)和暗能量的性質(zhì)。

引力透鏡：揭示暗物質(zhì)分布未解之謎

引力透鏡效應(yīng)是歐幾里得任務(wù)的重要工具之一。其原理是來自遙遠星系的光線，經(jīng)過前景中的正常物質(zhì)和暗物質(zhì)時會發(fā)生彎曲和扭曲，這種現(xiàn)象被稱為引力透鏡效應(yīng)，當(dāng)這種扭曲非常明顯時，就形成了所謂的“強透鏡效應(yīng)”，會產(chǎn)生愛因斯坦環(huán)、弧線和多重成像透鏡等特征。而當(dāng)背景源的扭曲程度較小時，則表現(xiàn)為“弱透鏡效應(yīng)”。

通過AI模型的初步篩選，隨后由公民科學(xué)家進行檢查并交由專家審查和建模，歐幾里得任務(wù)于3月19日發(fā)布了第一份包含500個星系間強透鏡候選體的目錄——其中幾乎所有候選體都是之前未知的。

借助這些模型，歐幾里得預(yù)計還將在2026年底前捕捉到約7000個候選者，到任務(wù)結(jié)束時記錄約100000個星系間的強透鏡事件，這比目前已知的數(shù)量高出約100倍。

此外，歐幾里得還能通過統(tǒng)計分析大量星系來檢測“弱透鏡效應(yīng)”，從而揭示宇宙中暗物質(zhì)分布的微妙變化。同時，歐幾里得也將測量100億年宇宙歷史中數(shù)十億個星系的扭曲形狀，提供宇宙中暗物質(zhì)分布的三維視圖。

歐幾里得任務(wù)主管皮埃爾·費魯伊特總結(jié)稱，得益于其前所未有的勘測能力，歐幾里得任務(wù)正在迅速覆蓋越來越大的天空區(qū)域。此次數(shù)據(jù)發(fā)布只是一個開始，但人們看到，歐幾里得、AI、公民科學(xué)和專家的知識，正在結(jié)合到同一個“發(fā)現(xiàn)引擎”中。