探索能够塑造宇宙的无形力量

2025年3月，欧洲空间局(ESA)欧几里德任务发布了第一批调查数据，为科学界揭开了深空区的壮丽景象。这次发布的数据以三张马塞克图的形式呈现，覆盖了广阔的天空区域，展示了数十万个不同形状和尺寸的星系，并首次对3.8万多个星系和500个引力镜头候选人进行了分类调查。

ESA科学主任卡罗尔·蒙代尔教授说:“欧几里证明了他是一台终极探索机器。它正在用最大的规模对星系进行勘察，使我们能够探索宇宙的历史，塑造宇宙的无形力量。”更重要的是，这些丰富的信息为科学家提供了一个“数据金矿”，帮助他们深入研究和处理现代科学中最有趣的问题。

欧几里得：打开宇宙图集全新篇章

在天空中，欧几里得的任务已经确定了三个深空区域，这些区域将成为未来很长一段时间天文学界观测的核心目标。

在最初的观察中，欧几里不得不扫描每个区域，发现了2600万个星系。最远的星系距离地球105亿光年，这些星系中还包含了一小部分明亮的星星。未来几年，欧几里将重复观察这三个区域30到52次，捕捉更多遥远星系的细节。预计到2030年任务结束，这些深空区域的数据将变得极其“深入”。

即使是第一次发布的63平方米(相当于满月面积的300倍)天空数据也足以令人惊叹。这些数据意味着欧几里德最终完成的“宇宙地图集”的宏大规模:高分辨率覆盖整个天空的三分之一，即14000平方米。这张地图不仅可以包含星系的分布，还可以包括强引力镜头现象、星团结构和恒星形成的详细信息。

团队表示，虽然只有经过整个调查，我们才能充分看到欧几里德的潜力，但目前的数据已经让人们第一次窥探到了宏伟星系的大规模组织结构。

人工智能：与人类联合分析星系演化

欧几里德的任务预计将在6年内拍摄超过15亿个星系图像，每天返回约100GB的数据。如此巨大的数据给搜索、分析和编目星系带来了前所未有的挑战。人工智能(AI)进步算法，将发挥关键作用。

通过AI技术，研究团队可以在几周内提供尖端的科学成果，过去类似规模的研究可能需要几年的时间才能完成。例如，ZoobotAI算法创建了第一个详细的目录，包括3.8万多个星系，并根据螺旋臂、中心棒和潮水尾巴进行了分类。通过这些特征，可以推断出星系合并的历史。

本次发布的第一个星表仅占欧几里得任务生命周期预计拍摄星系总量的0.4%。然而，这一最初的结果已经显示出巨大的潜力。最后，星表将比过去测试的星系数量至少高出一个数量级，可以帮助科学家回答如何形成螺旋臂，如何生长超大质量黑洞等问题。

欧几里德的任务被称为“数据金矿”。科研团队和AI将从星系内部结构中提取到外部环境的深入分析，揭示星系进化的全貌，然后将星系进化研究扩展到更多的宇宙目标，如暗物质和暗能量的特点。

重力透镜：揭示暗物质分布不解之谜

引力镜头效应是欧几里任务的重要工具之一。其原理是来自遥远星系的光线在前景中通过正常物质和暗物质时会弯曲和扭曲。这种情况被称为引力镜头效应。当这种扭曲非常明显时，就会形成所谓的“强镜头效应”，这就会产生爱因斯坦环、弧线和多个成像镜头的特点。当背景源的扭曲程度较小时，表现为“弱镜头效应”。

通过AI模型的初步筛选，公民科学家将进行检查，并提交给专家进行审查和建模。3月19日，欧几里德任务发布了第一份目录，包括500个星系之间的强镜头备选理论——大部分都是未知的。

在这些模型的帮助下，欧几里德预计将在2026年底前捕捉约7000名候选人，并在任务结束时记录约1万个星系之间的强镜片事件，比目前已知的数量高出约100倍。

此外，欧几里德还可以通过对大量星系的统计分析来测试“弱镜片效应”，从而揭示宇宙中暗物质分布的微妙变化。与此同时，欧几里德还将测量宇宙历史上数十亿个星系的扭曲形状，并提供宇宙中暗物质分布的三维视图。

欧几里得任务负责人皮埃尔·费鲁伊特总结说，由于其前所未有的调查能力，欧几里得任务正在迅速覆盖越来越大的天空区域。数据发布只是开始，但人们可以看到欧几里得和AI、公民科学与专家的知识，正与同一个“发觉引擎”相结合。