Sloan Digital Sky Survey ( SDSS , englanniksi - "Sloan Digital Sky Survey") on laajamittainen tutkimus tähtien ja galaksien monispektrisistä kuvista ja punasiirtymäspektreistä käyttäen 2,5 metrin laajakenttäteleskooppia Apache Pointin observatoriossa New Mexicossa . . Hanke on nimetty Alfred Sloan Foundationin mukaan .
Tutkimus alkoi vuonna 2000, hankkeen aikana yli 35 % taivaanpallosta kartoitettiin noin 500 miljoonan kohteen fotometrisillä havainnoilla ja yli 3 miljoonan kohteen spektreillä. Punasiirtymän keskiarvo galaksikuvissa oli 0,1; kirkkaan punaisille galakseille z=0.4 asti, kvasaarille z=5 asti. Tarkastuksen puitteissa tehdyt havainnot auttoivat havaitsemaan kvasaarit, joiden siirtymä oli yli 6.
Projekti on jaettu useisiin vaiheisiin: SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014), SDSS-IV (2014-2020). Katsauksissa kerätyt tiedot julkaistaan erillisinä julkaisuina (Data Release), joista viimeisin, DR13, julkaistiin elokuussa 2016 [1]
Heinäkuussa 2020 20 vuotta kestäneen astrofysiikan tutkimuksen jälkeen Sloan Digital Sky Survey julkaisi tähän mennessä suurimman ja yksityiskohtaisimman maailmankaikkeuden 3D-kartan, joka täyttää 11 miljardin vuoden aukon sen laajenemishistoriassa ja tarjoaa teoriaa tukevaa tietoa. universumin litteästä geometriasta ja vahvistaa, että eri alueet näyttävät laajenevan eri tahtia. [2] [3]
Tämä tutkimus kerää raakadataa Galaxy Zoo - ja MilkyWay@home -projektille .
SDSS (SDSS) käyttää erityistä 2,5 metrin laaja-alaista optista teleskooppia. Vuosina 2000-2009 hän sai sekä kuvia että spektrejä. Vuodesta 2009 lähtien teleskooppia on käytetty vain spektrien keräämiseen.
Kuvat otettiin käyttämällä viiden suodattimen fotometristä järjestelmää, joiden nimi on u , g , r , i ja z . Otettuja kuvia käytetään sekä havainnoitujen kohteiden luettelon saamiseksi että näiden kohteiden erilaisten parametrien tutkimiseen, esimerkiksi onko ne pisteet vai laajennetut (kuten galaksi). Lisäksi käynnissä on tutkimuksia CCD :n kirkkauden riippuvuudesta eri suuruustyypeistä.
Havaintoja varten SPSS-teleskooppi käyttää drift-pyyhkäisytekniikkaa, joka seuraa kaukoputken polkua suurta ympyrää pitkin ja tallentaa jatkuvasti pieniä taivaanpallon vyöhykkeitä [4] . Polttotasossa olevien tähtien kuvat liikkuvat hitaasti CCD-anturia pitkin samalla kun sähköisesti siirretään varausta ilmaisimien välillä samalla nopeudella. Tällainen menetelmä mahdollistaa tähtien havainnoinnin taivaan päiväntasaajalla , mutta se tarjoaa myös mahdollisuuden astrometrisiin mittauksiin laajalla kentällä, minimoiden ilmaisimien lukemisen ylimääräiset kustannukset. Tekniikan haittana on vähäinen vääristymä.
Teleskoopin kamera koostuu kolmestakymmenestä CCD-valoilmaisimesta, joiden kunkin resoluutio on 2048 × 2048 pikseliä ja joiden kokonaisresoluutio on noin 120 megapikseliä [5] . Valodetektorit on järjestetty viiteen riviin, joissa kussakin on kuusi sirua. Jokaisella linjalla on erilaiset optiset suodattimet, joiden keskimääräiset aallonpituudet ovat 355,1, 468,6, 616,5, 748,1 ja 893,1 nm. Niiden avulla voit tarkkailla jopa 95 % kohteista, joiden suuruus on 22,0, 22,2, 22,2, 21,3 ja R 20, 5 ja 20,5 nm. I, Z, vastaavasti [6] . Suodattimet on järjestetty seuraavassa järjestyksessä: R, I, U, Z, G. Kammion melutason vähentämiseksi laitteet jäähdytetään 190 kelviniin (noin −80 celsiusasteeseen) nestemäisellä typellä.
Näiden fotometristen tietojen avulla valitaan spektroskopian kohteet: tähdet, galaksit, kvasaarit. Teleskoopin spektrografi toimii syöttämällä kunkin kohteen yksittäisiä valokuitukaapeleita alumiinilevyyn porattujen reikien läpi [7] . Jokainen reikä on sijoitettu valittuun kohteeseen, joten koko spektrin keräyskenttä vaatii uuden ainutlaatuisen levyn. Aluksi spektrografi pystyi tallentamaan jopa 640 spektriä samanaikaisesti, mutta SDSS III päivitettiin 1000 spektriin. Tyypillisesti joka yö käytetään 6-9 eri spektrin tallennuslevyä. Spektrografitilassa kaukoputki seuraa valittua taivaan aluetta perinteisillä tekniikoilla pitäen kohteet fokusoituina optisten kuitujen vastaaviin päihin.
Teleskooppi vastaanottaa joka yö noin 200 gigatavua dataa.
Ensimmäisen vaiheen aikana, vuosina 2000-2005, SDSS otti yli 8 tuhatta neliöastetta viidellä spektrikaistalla. Galaksien ja kvasaarien spektrit saatiin 5,7 tuhannesta neliöasteesta. Lisäksi tehtiin useita (noin 30) tutkimuksia eteläisen galaktisen korin 300 neliöasteen alueelta.
Vuodesta 2005 lähtien tutkimus on aloittanut uuden vaiheen, SDSS-II , jonka aikana tehtiin laajennettuja havaintoja Linnunradan galaksin rakenteen ja tähtien koostumuksen tutkimiseksi . Suoritettiin SEGUE- ja Sloan Supernova -tutkimukset , joiden aikana etsittiin tyypin 1a supernovatapahtumia etäisyyksien määrittämiseksi kaukaisiin esineisiin.
Sloan Legacy SurveySloan Legacy Survey kattaa yli 7,5 tuhatta neliöastetta Northern Galactic Capista ja sisältää noin 2 miljoonaa kohdetta ja spektrejä 800 000 galaksista ja 100 000 kvasaarista. Kerätyt tiedot esineiden sijainnista ja etäisyydestä mahdollistivat ensimmäistä kertaa maailmankaikkeuden laajamittaisen rakenteen tutkimisen . Katsauksen tiedot saatiin SDSS-I:stä ja joitain lisäyksiä SDSS-II:sta [9] .
SEGUESEGUE ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration ) -katsauksessa saatiin 240 tuhannen tähden spektrit, joiden tyypillinen säteittäinen nopeus on noin 10 km/s, jotta voidaan luoda yksityiskohtainen kolmiulotteinen kartta Linnunradalta. [10] SEGUE-tiedot sisältävät viitteitä tähtien iästä ja koostumuksesta sekä tietoa niiden jakautumisesta galaktisten eri komponenttien välillä.
Osana hanketta löydettiin Linnunradan satelliittigalaksi ennätystiheästä pimeästä aineesta Segue 1 23 kiloparsekin päässä Auringosta [11] .
SEGUE-tulokset, mukaan lukien tähtispektrit, kuvat ja johdettujen parametrien luettelo, julkaistiin osana SDSS Data Release 7 (DR7) -julkaisua. [12]
Sloan Supernova SurveyVuoteen 2007 asti havaintoja tehtiin Supernova Survey -projektissa , jonka aikana etsittiin tyypin 1a supernoveja . Tätä varten suoritettiin nopea 300 neliöasteen alueen skannaus, jonka aikana määritettiin muuttuvat esineet ja supernovat. Vuonna 2005 löydettiin ja vahvistettiin 130 tyypin 1a supernovaa, vuonna 2006 - jo 197. [13] Vuonna 2014 julkaistiin luettelo, jossa oli 10 258 muuttuvaa ja ohimenevää lähdettä, joista 4 607 on vahvistettua tai todennäköistä supernovaa (mikä tekee luettelosta suurin supernovaluettelo) [14] .
Vuoden 2008 puolivälistä lähtien SDSS-III -projekti on ollut toiminnassa. Sen aikana tehtiin neljä tutkimusta samanaikaisesti yhdellä kaukoputkella, jonka halkaisija oli 2,5 metriä [15] .
APOGEEAPOGEE - projekti ( APO Galactic Evolution Experiment ) käyttää korkearesoluutioista infrapunaspektroskopiaa ja korkeaa signaali-kohinasuhdetta kosmisen pölyn piilottamien galaksin sisäalueiden tarkkailuun [16] . APOGEE tutkii noin 100 000 punaista jättiläistä. APOGEE-tutkimus lisää yli sata kertaa niiden tähtien lukumäärän, joille tiedetään erittäin tarkat IR-spektrit (resoluutio R ~ 20000 λ ~ 1,6 µm:ssä, singalkohina S/N ~ 100). [17] APOGEE kerää tietoja vuosilta 2011–2014, julkaistu ensimmäisen kerran heinäkuussa 2013.
BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)Baryon Oscillation Spectroscopic Survey ( BOSS ) luotiin tutkimaan ja mittaamaan maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta. [18] Se tutkii niin kutsuttujen luminous red galaksien (LRG [19] ) ja kvasaarien spatiaalista jakautumista. Katsaus mahdollistaa akustisten baryonivärähtelyjen aiheuttamien massojen epätasaisen jakautumisen tutkimisen varhaisessa universumissa [20] [21] .
MarvelsMARVELS-projektin ( Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey ) aikana tutkitaan 11 tuhannen kirkkaan tähden radiaalinopeuksia Doppler-spektroskooppisella menetelmällä . On odotettavissa, että saavutetun tarkkuuden avulla voidaan havaita monia eksoplaneettoja - kaasujättiläisiä, joiden kiertoaika on useista tunnista kahteen vuoteen. [22] Käytössä on SDSS-teleskooppi ja useita uusia moniobjektiivisia Doppler-mittareita. [22]
Yksi projektin päätavoitteista on kerätä tilastoja jättiläisplaneetoista. Planeettoja, joiden massa on 0,5-10 Jupiterin massaa, odotetaan löydettävän . Jokaisesta 11 tuhannesta tähdestä on noin 25-35 havaintoa 18 kuukauden aikana. 150-200 eksoplaneettaa odotetaan löytyvän. [22] [23] [24] Projekti alkoi syksyllä 2008 ja jatkui kevääseen 2014 asti. [22] [25]
SEGUE-2SEGUE-2 ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration - englanniksi - "Sloan Extension for Ymmärtää ja tutkia galaksia") suunnittelee jatkavansa SEGUE-1-projektin menestystä (240 tuhatta spektriä) ja hankkivansa satojen tuhansien spektrien spektrejä. tähdet, jotka sijaitsevat 10-60 kiloparsekin etäisyydellä Maasta galaksin tähtien halon alueella. [26]
SEGUE-1- ja SEGUE-2-tutkimusten yhteiset tiedot mahdollistavat galaktisen halon ja kiekon monimutkaisten kinemaattisten ja kemiallisten rakenteiden tutkimisen.
Nykyinen SDSS-projekti, SDSS-IV, alkoi vuonna 2014 ja kestää vuoteen 2020 asti. Sen puitteissa tehdään pitkälle kehitettyjä kosmologisia mittauksia kosmisen historian varhaisesta vaiheesta (eBOSS), täydennetään galaksin infrapunaspektrometristä tutkimusta pohjoisella ja eteläisellä pallonpuoliskolla (APOGEE-2) ja käytetään ensimmäistä kertaa spektrografia. saada yksittäisten galaksien spatiaalisesti erotettuja karttoja (MaNGA). [27]
APO Galactic Evolution Experiment (APOGEE-2)Tähtinäkymä Linnunradalle kahdesta paikasta: pohjoisella pallonpuoliskolla APO:ssa ja eteläisellä pallonpuoliskolla 2,5 metrin teleskooppi du Pontista Las Campanasissa.
laajennettu Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS)Laajennettu baryonivärähtelyjen katsaus, kvasaarien ja galaksien tutkimus. Sisältää myös alirutiinit muuttuvien objektien (TDSS) ja röntgenlähteiden (SPIDERS) kartoitukseen.
Mapping Nearby Galaxies at APO (MaNGA)MaNGA ( Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory ) tutkii 10 000 lähellä olevan galaksin yksityiskohtaista sisäistä rakennetta käyttämällä spatiaalisesti erotettua spektroskopiaa.
Tutkimus kattaa yli 7 500 neliöastetta galaktisesta pohjoisesta pallonpuoliskosta, ja se sisältää tietoja lähes kahdesta miljoonasta kohteesta ja yli 800 000 galaksin ja 100 000 kvasaarin spektristä. Tietojen sijainnista ja etäisyyksistä esineisiin mahdollisti käsityksen universumin laajamittaisesta rakenteesta.
SDSS tarjoaa pääsyn tietoihin Internetin kautta. SkyServer tarjoaa joukon rajapintoja taustalla olevaan Microsoft SQL Serveriin . Spektrit ja kuvat ovat saatavilla helppokäyttöisillä käyttöliittymillä, jotta esimerkiksi täysvärikuva mistä tahansa taivaan alueesta saadaan SDSS-tiedoista, kun palvelimelle on annettu tarvittavat koordinaatit. Tiedot ovat saatavilla ei-kaupalliseen käyttöön ilman tallennusmahdollisuutta. SkyServer tarjoaa myös valikoiman koulutustyökaluja kaikentasoisille tähtitieteen ihmisille lukiolaisista ammattitähtitieteilijöihin. DR8, julkaistu tammikuussa 2011 [28] , on kahdeksas suuri tietojulkaisu ja tarjoaa kuvia, kuvaluetteloita, spektrejä ja punasiirtymiä eri hakuliittymien kautta.
Raakadataa (aiemmin kohdetietokantoiksi käsitelty) on saatavilla myös muiden Internet-palvelimien kautta ja NASA World Wind -ohjelman kautta .
Google Earthin taivasnäkymä sisältää tietoja SDSS:stä niiltä alueilta, joilla tällaisia tietoja on saatavilla. SDSS-fotometriaa ja kerrosspektroskopiaa varten on myös KML-laajennuksia [29] , jotka mahdollistavat suoran pääsyn SkyServeriin suoraan Google Skysta.
Microsoft WorldWide Telescope hyödyntää SDSS:ää ja monia muita tietolähteitä Microsoft Researchin puolesta Microsoft Researchin puolesta antamalla merkittävällä panoksella SkyServer-projektin yhteydessä [30] .
SDSS-tietoja käyttää myös MilkyWay@home-projekti luodakseen tarkan 3D-mallin Linnunradan galaksista.
Digitaalisia taivaantutkimuksia kuvaavien julkaisujen ohella SDSS-tietoja on käytetty lukuisissa muissa tähtitieteellisiä aiheita käsittelevissä julkaisuissa. SDSS-verkkosivustolla on täydellinen luettelo julkaisuista havainnoitavissa olevan universumin kaukaisista kvasaareista [31] , galaksien jakautumisesta, galaksiemme tähtien ominaisuuksista sekä aiheista, kuten pimeästä aineesta ja pimeästä energiasta universumissa.
30. heinäkuuta 2012 julkistettiin maailman suurin massiivinen galaksien ja mustien aukkojen 3D-kartta [32] [33] [34] .
| Tähtitieteelliset luettelot | |
|---|---|
| historiallinen |
|
| Katalogit galakseista , sumuista ja klusteista | |
| Tähtiluettelot _ | |
| Astrometriset luettelot | |
| Exoplanet luettelot | |
| Kaikki Sky Surveys | |
| Muut | |
| Kosmologia | |
|---|---|
| Peruskäsitteet ja esineet | |
| Universumin historia | |
| Universumin rakenne | |
| Teoreettiset käsitteet | |
| Kokeilut | |
| Portaali: Tähtitiede | |