科學家發布有史以來最大的宇宙二維星圖

13年累積　覆蓋約75%天空

美國能源部勞倫斯柏克萊國家實驗室（Berkeley Lab）表示，DESI Legacy Imaging Surveys團隊近日發布目前規模最大的宇宙二維彩色地圖。這幅地圖歷時約13年建置，整合263,407次望遠鏡曝光，形成5.6兆像素的數位影像，收錄接近40億個天體，主要包括恆星與星系，涵蓋約75%的天空。

研究團隊指出，這項成果雖然是「二維」地圖，主要呈現天體在天空中的位置、亮度與不同波段的顏色，但其科學價值不只在於影像規模，更在於替後續宇宙測繪建立完整索引。地圖以可見光及近紅外線觀測，並避開銀河系內大量塵埃與恆星造成的遮蔽，因此能更深入呈現銀河系以外的宇宙結構。

三大地面調查　搭配太空資料

這項資料庫由三項地面觀測計畫合併而成，包括位於智利托洛洛山美洲天文台的暗能量相機遺產巡天（DECaLS）、亞利桑那州基特峰國家天文台的Mayall z波段遺產巡天（MzLS），以及亞利桑那大學Steward天文台執行的北京—亞利桑那巡天（BASS）。研究人員也納入美國太空總署廣域紅外線巡天探測衛星（WISE）多年觀測資料與其他公開資料，以提高影像的波段覆蓋與天體辨識能力。

整個專案有逾160名科學家參與資料蒐集，最後由20人組成的團隊完成資料整理與發布。研究人員必須將在不同夜晚、不同天候及望遠鏡條件下拍攝的影像拼接，並校正亮度、色彩與位置誤差。團隊表示，光是合併數十萬張影像，就涉及大量演算法開發與運算資源；全部資料最後在柏克萊國家能源研究科學計算中心的Perlmutter超級電腦上處理，耗時約8週。

暗能量研究的資料底座

這幅二維地圖最初是為暗能量光譜儀（DESI）服務。DESI透過分析星系與類星體的光譜，測量其距離及紅移，進而將二維影像轉化為立體宇宙地圖。科學家可依據星系在不同宇宙年代的分布與聚集程度，追蹤宇宙膨脹速度，研究推動宇宙加速膨脹的暗能量。

DESI官方資料顯示，截至2026年4月，儀器已完成原定5年觀測計畫，取得超過4,700萬個星系與類星體資料，遠高於原先預定的3,400萬個目標，另觀測超過2,000萬顆恆星；計畫仍將持續擴大觀測範圍，以進一步限制暗能量及其他宇宙學參數。

伯克萊實驗室表示，DESI早期結果已出現暗能量效應可能隨時間減弱的跡象。這項結果仍需更多資料驗證，但若獲得確認，可能挑戰目前主流宇宙學模型，並改變科學界對宇宙最終命運的推測。

專業研究與公民科學同步開放

研究團隊指出，這項資料不僅供專業天文學家使用，也向一般大眾與公民科學家開放。使用者可透過Legacy Survey Sky Viewer瀏覽宇宙影像，尋找重力透鏡、超新星等罕見或短暫天文現象，也能將地圖與自己的觀測結果交叉比對。

DESI Legacy Surveys資料至今已被超過1,800篇科學論文引用。共同主持人David Schlegel表示：「如今研究天文物體時，往往第一步就是打開Legacy Imaging Viewer，看看自己究竟在觀察什麼。」另一名共同主持人、國家光學—紅外線天文研究實驗室（NOIRLab）天文學家Arjun Dey則說，這些資料是團隊研究宇宙膨脹歷史及銀河系形成的重要基礎，「但天空屬於每一個人，這項巡天也讓所有人都有機會探索宇宙、驚嘆其中的奇觀」。

未來，這幅地圖也將成為Vera C. Rubin天文台及NASA Nancy Grace Roman太空望遠鏡等新一代設施的重要參考基準，並可協助研究人員訓練人工智慧工具，從大量天文資料中辨識目標、發掘新現象。

Photo: DESI Legacy Imaging Surveys/LBNL/DOE & KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA