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DESI亮星系巡天:670万星系光谱拟合星表与系统性测试

近日,中国科学院国家天文台邹虎研究员团队基于暗能量光谱巡天(DESI)第一年数据释放(DR1)中的亮星系巡天(BGS)样本,对约670万条星系光谱完成了全光谱拟合分析,构建了迄今规模最大的DESI BGS星系物理性质增值星表。研究系统评估了低信噪比条件下光谱拟合的可靠性与系统偏差,为利用DESI数据开展星系演化统计研究奠定了方法学基础。相关成果发表于《天体物理杂志增刊》(The Astrophysical Journal Supplement Series)。

DESI是目前世界上规模最大的地面光谱巡天项目,旨在通过数千万星系和类星体的光谱构建宇宙三维地图,精确测量暗能量性质。其中,BGS子项目专门针对低红移(z≲0.6)亮星系,样本覆盖了从矮星系到大质量早型星系的广泛恒星质量范围。然而,BGS光谱在亮夜观测条件下曝光时间较短,大量星系的连续谱信噪比(S/N)低于5,这对传统光谱拟合方法的可靠性提出了严峻挑战。

针对这一难题,研究团队利用此前发展的全光谱拟合流程,从DESI DR1 BGS光谱中推导出恒星质量、恒星速度弥散、星族年龄、金属丰度、尘埃消光以及发射线通量等关键物理参数,并构建了大规模模拟光谱样本,系统量化低信噪比下的测量偏差。同时,团队还将恒星质量与独立的测光SED拟合增值星表进行交叉验证。

该研究首次对DESI BGS这一大规模低信噪比样本的光谱拟合可靠性进行了系统、定量的评估。为DESI低红移星系演化研究提供了关键的数据质量依据,也构建了迄今最大的DESI BGS增值星表,将有力支撑星系质量函数、标度关系以及星系淬灭等统计研究。

图1:BGS样本在天球上的空间分布(Mollweide投影),颜色表示星系数密度。样本覆盖约14000平方度的DESI观测天区,呈现出非均匀但连续的巡天覆盖特征。

图2:全样本星系在恒星质量-红移平面上的分布。低质量星系主导低红移区间,而高红移区间逐渐被大质量星系占据,反映了BGS通量限制巡天选择效应。

该增值星表已通过科学数据银行(Science Data Bank)公开发布,包含恒星连续谱拟合结果、18条发射线测量数据以及与DESI官方星表的交叉匹配标识。星表将为低红移宇宙星系种群的大样本统计研究提供重要数据基础,数据链接:https://doi.org/10.57760/sciencedb.35360。

国家天文台李牛为该论文第一作者,邹虎研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.3847/1538-4365/ae8e71

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