A Sloan Digital Sky Survey ( SDSS , angol nyelven – „Sloan Digital Sky Survey”) csillagok és galaxisok multispektrális képeinek és vöröseltolódási spektrumainak nagyszabású vizsgálata egy 2,5 méteres széles látószögű teleszkóppal az új-mexikói Apache Point Obszervatóriumban . . A projekt nevét az Alfred Sloan Alapítványról kapta .
A kutatás 2000-ben kezdődött, a projekt során az égi szféra több mint 35%-át mintegy 500 millió objektum fotometriai megfigyelésével és több mint 3 millió objektum spektrumával térképezték fel. A vöröseltolódás átlagos értéke a galaxisok képén 0,1 volt; élénkvörös galaxisoknál z=0,4-ig, kvazároknál z=5-ig. A felülvizsgálat keretében végzett megfigyelések hozzájárultak a 6-nál nagyobb eltolódású kvazárok észleléséhez.
A projekt több szakaszra oszlik: SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014), SDSS-IV (2014-2020). A felülvizsgálatok során gyűjtött adatokat külön kiadások (Data Release) formájában tesszük közzé, ezek közül a legújabb, a DR13 2016 augusztusában jelent meg [1]
2020 júliusában, egy 20 éves asztrofizikai tanulmány után, a Sloan Digital Sky Survey kiadta az univerzum eddigi legnagyobb és legrészletesebb 3D-s térképét, amely 11 milliárd éves űrt tölt be a tágulási történetében, és olyan adatokat szolgáltat, amelyek alátámasztják az elméletet. az univerzum lapos geometriájáról, és megerősíti, hogy a különböző területek eltérő ütemben tágulnak. [2] [3]
Ez a tanulmány nyers adatokat gyűjt a Galaxy Zoo és a MilkyWay@home projekthez .
Az SDSS (SDSS) egy dedikált 2,5 méteres széles látószögű optikai teleszkópot használ. 2000-2009-ben képeket és spektrumokat is szerzett. 2009 óta a teleszkópot csak spektrumok felvételére használják.
A képek öt szűrőből álló fotometriai rendszerrel készültek, amelyek u , g , r , i és z elnevezésűek . A rögzített képeket egyrészt a megfigyelt objektumok listájának elkészítésére, másrészt ezen objektumok különféle paramétereinek tanulmányozására használják, például, hogy pontok vagy kiterjesztettek (mint egy galaxis). Emellett tanulmányok folynak a CCD fényerejének különböző típusú nagyságrendektől való függésére vonatkozóan.
A megfigyelésekhez az SPSS teleszkóp drift pásztázó technikát alkalmaz, nagy kör mentén követi a távcső útját, és folyamatosan rögzíti az égi szféra kis sávjait [4] . A fókuszsíkban lévő csillagok képei lassan mozognak a CCD-érzékelő mentén, miközben elektronikusan, azonos sebességgel tolják el a töltést a detektorok között. Ez a módszer nemcsak a csillagok megfigyelését teszi lehetővé az égi egyenlítőn , hanem széles mezőben is lehetőséget ad a csillagászati mérésekre, minimálisra csökkentve a detektorok leolvasási költségeit. A technika hátránya a kisebb torzítás.
A teleszkóp kamerája harminc, egyenként 2048 × 2048 pixel felbontású CCD fotodetektorból áll, amelyek teljes felbontása körülbelül 120 megapixel [5] . A fotodetektorok öt, egyenként hat chipet tartalmazó sorban vannak elrendezve. Minden vonal különböző optikai szűrőkkel rendelkezik 355,1, 468,6, 616,5, 748,1 és 893,1 nm-es átlagos hullámhosszal, és lehetővé teszi a 22,0, 22,2, 22,2, G, 21,3 és R 20,5 szűrők esetén a 95%-os objektumok megfigyelését. I, Z, illetve [6] . A szűrők a következő sorrendben vannak elrendezve: R, I, U, Z, G. A kamra zajszintjének csökkentése érdekében a készülékeket folyékony nitrogénnel 190 kelvinre (kb. -80 Celsius fokra) hűtik.
Ezen fotometriai adatok felhasználásával kiválasztják a spektroszkópia célpontjait: csillagok, galaxisok, kvazárok. A teleszkóp spektrográfja úgy működik, hogy az egyes célpontokhoz külön-külön száloptikai kábeleket vezet át egy alumíniumlemezbe fúrt lyukakon [7] . Minden lyuk egy kiválasztott célponthoz van pozícionálva, így a teljes spektrumgyűjtő mező új egyedi lemezt igényel. Kezdetben a spektrográf akár 640 spektrumot is tudott rögzíteni egyidejűleg, de az SDSS III-at 1000 spektrumra fejlesztették. Általában 6-9 különböző spektrumú rögzítőlemezt használnak minden éjszaka. Spektrográf módban a teleszkóp hagyományos technikákkal követi az égbolt kiválasztott területét, az objektumokat az optikai szálak megfelelő végeire fókuszálva.
A teleszkóp minden este körülbelül 200 gigabájt adatot fogad.
Az első fázisban, 2000-2005 között az SDSS több mint 8 ezer négyzetfokot vett fel 5 spektrális sávban. A galaxisok és kvazárok spektrumát 5,7 ezer négyzetfokról kaptuk. A Déli Galaktikus sapka 300 négyzetfokos területéről is több (kb. 30) felmérés készült.
2005 óta a felmérés egy új szakaszt, az SDSS-II- t indította el, amelynek során kiterjedt megfigyeléseket végeztek a Tejút-galaxis szerkezetének és csillagösszetételének tanulmányozására . A SEGUE és a Sloan szupernóva felméréseket végezték , amelyek során az 1a típusú szupernóva eseményeket keresték , hogy meghatározzák a távoli objektumok távolságát.
Sloan Legacy SurveyA Sloan Legacy Survey a Northern Galactic Cap több mint 7,5 ezer négyzetfokát fedi le, és mintegy 2 millió objektumot és 800 ezer galaxis és 100 ezer kvazár spektrumát foglalja magában. Az objektumok elhelyezkedéséről és távolságáról összegyűjtött információk először tették lehetővé az univerzum nagy léptékű szerkezetének tanulmányozását . A felülvizsgálathoz szükséges adatokat az SDSS-I-ből szereztük be, néhány kiegészítéssel az SDSS-II-ből [9] .
SEGUEA SEGUE ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration ) áttekintése során 240 ezer csillag spektrumát kapták meg, amelyek tipikus sugársebessége körülbelül 10 km/s, hogy elkészítsék a Tejútrendszer részletes háromdimenziós térképét. [10] A SEGUE adatai tartalmazzák a csillagok korára és összetételére vonatkozó jelzéseket, valamint információkat a különböző galaktikus összetevőkben való eloszlásukkal kapcsolatban.
A projekt részeként a Naptól 23 kiloparszekre található Segue 1 rekordsűrűségű sötét anyagból a Tejútrendszer műholdgalaxisát fedezték fel [11] .
A SEGUE eredményeit, beleértve a csillagspektrumokat, képeket és a származtatott paraméterek katalógusát, az SDSS Data Release 7 (DR7) részeként tették közzé. [12]
Sloan Supernova felmérés2007-ig a Supernova Survey projekt végezte a megfigyeléseket , melynek során 1a típusú szupernóvákat kerestek . Ehhez 300 négyzetfokos terület gyors pásztázását végezték el, amelynek során meghatározták a változó objektumokat és a szupernóvákat. 2005-ben 130 1a típusú szupernóvát fedeztek fel és igazoltak, 2006-ban már 197 -et. [13] 2014-ben katalógus jelent meg 10258 változó és tranziens forrásból, köztük 4607 objektum bizonyított vagy valószínűsíthető szupernóvát (ez a katalógus legnagyobb szupernóvák listája) [14] .
2008 közepe óta működik az SDSS-III projekt. Ennek során négy felmérést végeztek egyidejűleg egy 2,5 méter átmérőjű teleszkópon [15] .
APOGEEAz APOGEE projekt ( APO Galactic Evolution Experiment ) nagy felbontású infravörös spektroszkópiát és magas jel-zaj arányt alkalmaz a galaxis kozmikus por által rejtett belső régióinak megfigyelésére [16] . Az APOGEE körülbelül 100 000 vörös óriást fedez fel. Az APOGEE felmérés több mint százszorosára fogja növelni azoknak a csillagoknak a számát, amelyek nagy pontosságú infravörös spektruma ismert (felbontás R ~ 20000 λ ~ 1,6 µm mellett, szingal zaj S/N ~ 100). [17] Az APOGEE 2011 és 2014 között gyűjt adatokat, először 2013 júliusában tették közzé.
BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)A Baryon Oscillation Spectroscopic Survey ( BOSS ) az univerzum tágulási sebességének tanulmányozására és mérésére jött létre. [18] Az úgynevezett világító vörös galaxisok (LRG [19] ) és kvazárok térbeli eloszlását vizsgálja. Az áttekintés lehetővé teszi a korai univerzumban az akusztikus barionoszcillációk okozta tömegek egyenetlen eloszlásának tanulmányozását [20] [21] .
MarvelsA MARVELS ( Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey ) projekt során 11 ezer fényes csillag sugárirányú sebességét vizsgálják Doppler-spektroszkópiai módszerrel . Várhatóan az elért pontosság lehetővé teszi számos exobolygó - több órától két évig terjedő keringési periódusú gázóriás - észlelését. [22] Az SDSS teleszkópot és számos új, többobjektívű Doppler-mérőt használnak. [22]
A projekt egyik fő célja az óriásbolygók statisztikai gyűjtése. Várhatóan 0,5 és 10 közötti Jupiter tömegű bolygókat fedeznek fel . A 11 ezer csillag mindegyikére körülbelül 25-35 megfigyelés van 18 hónapos időszak alatt. 150-200 exobolygó felfedezése várható. [22] [23] [24] A projekt 2008 őszén indult és 2014 tavaszáig tartott. [22] [25]
SEGUE-2A SEGUE-2 ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration - angolul - "Sloan Extension for Understanding and Exploration a galaxis") a SEGUE-1 projekt sikerének folytatását tervezi (240 ezer spektrum), és több százezer spektrum megszerzését tervezi. csillagok, amelyek 10-60 kiloparszek távolságra helyezkednek el a Földtől, a galaxis csillagvilágának tartományában. [26]
A SEGUE-1 és SEGUE-2 felmérések együttes adatai lehetővé teszik a galaktikus glória és korong összetett kinematikai és kémiai szerkezetének tanulmányozását.
A jelenlegi SDSS projekt, az SDSS-IV 2014-ben indult és 2020-ig tart. Ennek keretében a kozmikus történelem korai szakaszának fejlett kozmológiai méréseit (eBOSS) végzik, kiegészül a galaxis északi és déli félteke infravörös spektrometriai felmérése (APOGEE-2), és először alkalmaznak spektrográfokat. az egyes galaxisok térbeli felbontású térképeinek (MaNGA) beszerzéséhez. [27]
APO Galactic Evolution Experiment (APOGEE-2)A Tejút csillagképe két pozícióból: az északi féltekén az APO-nál, és a déli féltekén a 2,5 m-es du Pont teleszkópnál Las Campanasban.
kiterjesztett Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS)A barionoszcillációk kibővített áttekintése, kvazárok és galaxisok tanulmányozása. Tartalmazza a változó objektumok (TDSS) és röntgenforrások (SPIDERS) felmérésére szolgáló alprogramokat is.
Közeli galaxisok feltérképezése az APO-nál (MaNGA)A MaNGA ( Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory ) 10 000 közeli galaxis részletes belső szerkezetét vizsgálja térbeli felbontású spektroszkópia segítségével.
A felmérés a Galaktikus északi félteke több mint 7500 négyzetfokát fedi le, csaknem kétmillió objektum adataival és több mint 800 000 galaxis és 100 000 kvazár spektrumával. Az objektumok helyzetére és távolságaira vonatkozó információk lehetővé tették, hogy betekintést nyerjünk az Univerzum nagyméretű szerkezetébe.
Az SDSS hozzáférést biztosít az adatokhoz az interneten keresztül. A SkyServer interfészeket biztosít az alapul szolgáló Microsoft SQL Serverhez . A spektrumok és a képek könnyen használható interfészek segítségével érhetők el, így például az égbolt bármely régiójának színes képe nyerhető az SDSS adatokból, miután a szervert megadta a szükséges koordinátákkal. Az adatok nem kereskedelmi célú felhasználásra, rögzítés lehetősége nélkül állnak rendelkezésre. A SkyServer egy sor oktatási eszközt is kínál a csillagászat minden szintjén, a középiskolásoktól a hivatásos csillagászokig. A 2011 januárja óta kiadott DR8 [28] a nyolcadik nagyobb adatkiadás, amely képeket, képkatalógusokat, spektrumokat és vöröseltolódásokat biztosít különböző keresőfelületeken keresztül.
A (korábban objektum-adatbázisokká feldolgozott) nyers adatok más internetes szervereken és a NASA World Wind programon keresztül is elérhetők .
A Google Earth égbolt nézete az SDSS-ből származó adatokat tartalmaz azokra a régiókra vonatkozóan, ahol ilyen adatok állnak rendelkezésre. Vannak KML-bővítmények is az SDSS fotometriához és rétegspektroszkópiához [29] , amelyek lehetővé teszik a SkyServer közvetlen elérését közvetlenül a Google Sky szolgáltatásból.
Jim Gray műszaki tiszt jelentős hozzájárulásával a Microsoft Research nevében a SkyServer projekthez kapcsolódóan, a Microsoft WorldWide Telescope kihasználja az SDSS-t és számos más adatforrást [30] .
Az SDSS-adatokat a MilkyWay@home projekt is felhasználja a Tejút-galaxis pontos 3D-s modelljének elkészítéséhez.
A digitális égbolt felméréseket leíró kiadványokkal együtt az SDSS-adatokat számos más, különböző csillagászati témájú publikációban is felhasználták. Az SDSS webhelyén teljes lista található a megfigyelhető Univerzum távoli kvazárjairól [31] , a galaxisok eloszlásáról, a galaxisunkban lévő csillagok tulajdonságairól, valamint olyan témákról, mint a sötét anyag és a sötét energia az Univerzumban.
2012. július 30-án bejelentették a világ legnagyobb tömegű galaxisok és fekete lyukak 3D-s térképét [32] [33] [34] .
| Csillagászati katalógusok | |
|---|---|
| történelmi |
|
| Galaxisok , ködök és halmazok katalógusai | |
| Sztárkatalógusok _ | |
| Asztrometriai katalógusok | |
| Exoplanet katalógusok | |
| Minden Sky Surveys | |
| Egyéb | |
| Kozmológia | |
|---|---|
| Alapfogalmak és tárgyak | |
| Az Univerzum története | |
| Az Univerzum szerkezete | |
| Elméleti fogalmak | |
| Kísérletek | |
| Portál: Csillagászat | |