国家天文台邀公众寻找“引力透镜”！中国巡天空间望远镜将提供星系图像

今天，以“公众与天文”为主题的国际天文馆日活动在上海天文馆（上海科技馆分馆）举行。在引力透镜搜寻公众科学项目启动仪式上，国家天文科学数据中心和上海天文馆向公众发出邀请：加入引力透镜搜寻项目，在数千万个星系样本中寻找高质量的强引力透镜，用于研究宇宙中的物质分布、约束哈勃常数、宇宙学常数等问题，并检验引力理论。

什么是引力透镜？中国科学院国家天文台研究员李楠介绍，根据爱因斯坦的广义相对论，光线在经过大质量天体时会发生弯曲现象。如果有两个天体恰好位于我们的视线方向，当背景天体发出的光线经过前景天体时，会受到前景天体引力场的作用而发生会聚。这类似于透镜成像，故名引力透镜现象。

引力透镜成像原理（来源：引力透镜搜寻公众科学项目官网）

如果透镜系统的扭曲和汇聚作用非常强烈，我们就无法看到背景天体自身，而是在前景天体的周围看到背景天体的多个成像。这种引力透镜称为强引力透镜，它的背景天体是恒星、类星体、星系等天体，前景天体是恒星、星系、星系团等天体。

引力透镜在天文学和宇宙学中有重要的应用价值。比如，它可以用来研究前景天体的质量，增亮并帮助天文学家研究遥远且暗淡的天体；可以用来研究宇宙中的物质分布、约束哈勃常数、宇宙学常数等；还可以帮助科学家检验引力理论。强引力透镜的科研价值很大，但它们极其稀少，大多数集中在星系和星系团尺度上。据统计，平均几千个星系里才可能存在一个高质量的强引力透镜。

星系团引力透镜（来源：引力透镜搜寻公众科学项目官网）

“在大数据时代，我们要找到更多的强引力透镜，需要公众的参与。”李楠在演讲中说。2010年后，第三代巡天望远镜项目陆续投入使用，为天文学界提供了数千万个星系样本，其中可能包含几千个高质量的强引力透镜。在海量的星系中找出强引力透镜系统，是一项很有挑战性的工作。于是，人工智能和基于大众科学的透镜查找成为新的主流科研方法。利用机器学习技术，科学家已经在多个巡天项目中找到2000多个高质量的透镜候选体，公众参与也给天文学界提供了不少候选体。

如今，国际天文学将进入第四代巡天时代，代表性设备包括我国自主研制的中国载人航天工程巡天空间望远镜（CSST）。它和欧几里得望远镜、大口径全景巡天望远镜等国外设备有望拍摄到几十亿个星系的图像，其中预计有数百个强引力透镜样本。机器学习和公众参与，是搜寻这些透镜样本的最主要方法。

中国巡天空间望远镜在轨运行示意图（来源：人民日报海外版）

据介绍，中国载人航天工程巡天空间望远镜是中国空间站的重要组成部分，预计2024年前后发射升空，将成为新的全球旗舰级太空望远镜。CSST主镜口径达到2米，焦距28米，兼具大视场和高像质的优异性能，巡天模块效率是哈勃空间望远镜的300倍，将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、系外行星和太阳系天体等方面开展前沿研究。

凭借极高的巡天效率和分辨率，CSST有望发现更多强引力透镜系统。未来，引力透镜搜寻公众科学项目将使用这台望远镜的数据，帮助天文学家取得更多发现。对这个科学项目感兴趣的公众，可登录官方网站（nadc.china-vo.org/lensfinder/cluster/），了解如何寻找引力透镜。

栏目主编：黄海华

来源：作者：俞陶然