Sloan Digital Sky Survey ( SDSS , din engleză - „Sloan Digital Sky Survey”) este un studiu la scară largă al imaginilor multispectrale și al spectrelor de deplasare spre roșu ale stelelor și galaxiilor folosind un telescop cu câmp larg de 2,5 metri la Observatorul Apache Point din New Mexico . . Proiectul poartă numele Fundației Alfred Sloan .
Cercetările au început în 2000, pe parcursul proiectului, mai mult de 35% din sfera cerească a fost cartografiată cu observații fotometrice a aproximativ 500 de milioane de obiecte și spectre pentru mai mult de 3 milioane de obiecte. Valoarea medie a deplasării spre roșu în imaginile galaxiilor a fost de 0,1; pentru galaxii roșii strălucitoare până la z=0,4, pentru quasari până la z=5. Observațiile din cadrul evaluării au contribuit la detectarea quasarelor cu o schimbare mai mare de 6.
Proiectul este împărțit în mai multe faze: SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014), SDSS-IV (2014-2020). Datele colectate în timpul revizuirilor sunt publicate sub formă de versiuni separate (Data Release), cea mai recentă dintre ele, DR13, a fost publicată în august 2016 [1]
În iulie 2020, după un studiu de 20 de ani de astrofizică, Sloan Digital Sky Survey a lansat cea mai mare și mai detaliată hartă 3D a universului până în prezent, completând un gol de 11 miliarde de ani în istoria expansiunii sale și furnizând date care susțin teoria. a geometriei plane a universului și confirmă faptul că diferite zone par să se extindă în ritmuri diferite. [2] [3]
Acest studiu colectează date brute pentru proiectul Galaxy Zoo și MilkyWay@home .
SDSS (SDSS) folosește un telescop optic cu câmp larg de 2,5 metri dedicat. În 2000-2009 a obținut atât imagini, cât și spectre. Din 2009, telescopul a fost folosit doar pentru a achiziționa spectre.
Imaginile au fost realizate folosind un sistem fotometric de cinci filtre, care sunt denumite u , g , r , i și z . Imaginile captate sunt folosite atât pentru a obține o listă de obiecte observate, cât și pentru a studia diferiți parametri ai acestor obiecte, de exemplu, dacă sunt punctiforme sau extinse (ca o galaxie). În plus, sunt în curs de desfășurare studii privind dependența luminozității de CCD de diferite tipuri de mărime.
Pentru observații, telescopul SPSS folosește o tehnică de scanare în derivă, urmărind traseul telescopului de-a lungul unui cerc mare și înregistrând în mod constant benzi mici ale sferei cerești [4] . Imaginile stelelor din planul focal se deplasează încet de-a lungul senzorului CCD, în timp ce schimbă electronic încărcarea între detectoare la aceeași viteză. O astfel de metodă face posibilă observarea nu numai a stelelor de la ecuatorul ceresc , dar oferă și posibilitatea de a efectua măsurători astrometrice într-un câmp larg, minimizând suprasarcina de citire de la detectoare. Dezavantajul tehnicii este o distorsiune minoră.
Camera telescopului este formată din treizeci de fotodetectoare CCD cu o rezoluție de 2048 × 2048 pixeli fiecare, cu o rezoluție totală de aproximativ 120 megapixeli [5] . Fotodetectoarele sunt aranjate în cinci rânduri a câte șase cipuri fiecare. Fiecare linie are filtre optice diferite cu lungimi de undă medii de la 355,1, 468,6, 616,5, 748,1 și 893,1 nm și vă permit să observați până la 95% din obiectele cu magnitudinea 22,0, 22,2, 22,2, 21,3 și R, 20, G, pentru filtre. I, Z, respectiv [6] . Filtrele sunt dispuse în următoarea ordine: R, I, U, Z, G. Pentru a reduce nivelul de zgomot al camerei, aparatele sunt răcite la 190 kelvin (aproximativ −80 grade Celsius) cu azot lichid.
Folosind aceste date fotometrice, se selectează ținte pentru spectroscopie: stele, galaxii, quasari. Spectrograful telescopului funcționează prin alimentarea cablurilor individuale de fibră optică pentru fiecare țintă prin găuri perforate într-o placă de aluminiu [7] . Fiecare gaură este poziționată pentru o țintă aleasă, astfel încât întregul câmp de colectare a spectrului necesită o nouă placă unică. Inițial, spectrograful putea înregistra până la 640 de spectre simultan, dar SDSS III a fost actualizat la 1000 de spectre. În mod obișnuit, în fiecare noapte sunt utilizate 6 până la 9 plăci de înregistrare cu spectru diferite. În modul spectrograf, telescopul urmărește zona selectată a cerului folosind tehnici tradiționale, ținând obiectele concentrate pe capetele corespunzătoare ale fibrelor optice.
În fiecare noapte, telescopul primește aproximativ 200 de gigaocteți de date.
În prima fază, în 2000-2005, SDSS a luat mai mult de 8 mii de grade pătrate în 5 benzi spectrale. Spectrele galaxiilor și quasarurilor au fost obținute de la 5,7 mii de grade pătrate. Au fost efectuate, de asemenea, mai multe sondaje (aproximativ 30) ale zonei de 300 de grade pătrate a Capului Galactic de Sud.
Din 2005, sondajul a început o nouă fază, SDSS-II , în timpul căreia au fost făcute observații extinse pentru a studia structura și compoziția stelară a galaxiei Calea Lactee . Au fost efectuate sondaje SEGUE și Sloan Supernova , în timpul cărora au fost căutate evenimente de tip supernovă de tip 1a pentru a determina distanțele până la obiecte îndepărtate.
Sloan Legacy SurveySloan Legacy Survey acoperă mai mult de 7,5 mii de grade pătrate din Northern Galactic Cap și include aproximativ 2 milioane de obiecte și spectre de 800 de mii de galaxii și 100 de mii de quasari. Informațiile colectate despre locația și distanța obiectelor au făcut posibilă pentru prima dată studierea structurii la scară largă a universului . Datele pentru revizuire au fost obținute din SDSS-I cu unele completări din SDSS-II [9] .
SEGUĂÎn revizuirea SEGUE ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration ) , spectrele a 240 de mii de stele cu viteze radiale tipice de aproximativ 10 km/s au fost obținute pentru a crea o hartă tridimensională detaliată a Căii Lactee. [10] Datele SEGUE includ indicații ale vârstei și compoziției stelelor și informații despre distribuția lor în diferite componente galactice.
Ca parte a proiectului, o galaxie satelit a Calei Lactee din materia întunecată densă record Segue 1 a fost descoperită la 23 de kiloparsecs de Soare [11] .
Rezultatele SEGUE, inclusiv spectre stelare, imagini și un catalog de parametri derivați, au fost publicate ca parte a SDSS Data Release 7 (DR7). [12]
Sloan Supernova SurveyPână în 2007, au fost făcute observații prin proiectul Supernova Survey , în timpul căruia au fost căutate supernove de tip 1a . Pentru a face acest lucru, a fost efectuată o scanare rapidă a unei suprafețe de 300 de grade pătrate, în timpul căreia au fost determinate obiecte variabile și supernove. În 2005, au fost descoperite și confirmate 130 de supernove de tip 1a, în 2006 - deja 197. [13] În 2014, a fost lansat un catalog cu 10258 surse variabile și tranzitorii, dintre care 4607 obiecte sunt confirmate sau supernove probabile (ceea ce face ca catalogul să fie cea mai mare listă de supernove) [14] .
De la mijlocul anului 2008, proiectul SDSS-III funcţionează. În cursul său, au fost efectuate simultan patru sondaje pe un telescop cu un diametru de 2,5 metri [15] .
APOGEEProiectul APOGEE ( APO Galactic Evolution Experiment ) folosește spectroscopie în infraroșu de înaltă rezoluție și raport mare semnal-zgomot pentru a observa regiunile interioare ale galaxiei ascunse de praful cosmic [16] . APOGEE explorează aproximativ 100.000 de giganți roșii. Sondajul APOGEE va crește de peste o sută de ori numărul de stele pentru care sunt cunoscute spectre IR de înaltă precizie (rezoluție R ~ 20000 la λ ~ 1,6 µm, zgomot Singal S/N ~ 100). [17] APOGEE colectează date din 2011 până în 2014, publicate pentru prima dată în iulie 2013.
BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)Baryon Oscillation Spectroscopic Survey ( BOSS ) a fost creat pentru a studia și măsura rata de expansiune a universului. [18] Studiază distribuția spațială a așa-numitelor galaxii roșii luminoase (LRG [19] ) și a quasarelor. Revizuirea face posibilă studierea distribuției inegale a maselor cauzate de oscilațiile barionului acustic în universul timpuriu [20] [21] .
MinuniÎn timpul proiectului MARVELS ( Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey ), vitezele radiale a 11 mii de stele strălucitoare sunt studiate folosind metoda spectroscopică Doppler . Este de așteptat ca acuratețea obținută să facă posibilă detectarea multor exoplanete - giganți gazosi cu perioade orbitale de la câteva ore la doi ani. [22] Telescopul SDSS și câteva noi contoare Doppler multiobiective sunt utilizate. [22]
Unul dintre obiectivele principale ale proiectului este colectarea de statistici despre planetele gigantice. Se așteaptă să fie descoperite planete cu mase între 0,5 și 10 mase Jupiter . Pentru fiecare dintre cele 11 mii de stele, există aproximativ 25-35 de observații pe o perioadă de 18 luni. Se așteaptă să fie descoperite 150-200 de exoplanete. [22] [23] [24] Proiectul a început în toamna anului 2008 și a continuat până în primăvara anului 2014. [22] [25]
SEGUE-2SEGUE-2 ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration - din engleză - „Sloan extension for understanding and exploring the galaxy”) intenționează să continue succesul proiectului SEGUE-1 (240 de mii de spectre) și să obțină spectre de sute de mii de stele situate la distanțe de la 10 la 60 de kiloparsecs de Pământ, în regiunea halou stelar al galaxiei. [26]
Datele comune ale sondajelor SEGUE-1 și SEGUE-2 fac posibilă studierea structurilor cinematice și chimice complexe ale haloului și discului galactic.
Actualul proiect SDSS, SDSS-IV, a început în 2014 și se va derula până în 2020. În cadrul său, sunt efectuate măsurători cosmologice avansate ale fazei timpurii a istoriei cosmice (eBOSS), studiul spectrometric în infraroșu al galaxiei din emisfera nordică și sudică (APOGEE-2) este completat și spectrografele sunt utilizate pentru prima dată. pentru a obține hărți rezolvate spațial ale galaxiilor individuale (MaNGA). [27]
Experimentul de evoluție galactică APO (APOGEE-2)Vedere în stea a Căii Lactee din două poziții: emisfera nordică la APO și emisfera sudică la telescopul du Pont de 2,5 m din Las Campanas.
Studiu spectroscopic de oscilație barionică extinsă (eBOSS)Revizuire extinsă a oscilațiilor barionilor, studiul quasarelor și galaxiilor. Include, de asemenea, subrutine pentru cercetarea obiectelor variabile (TDSS) și sursele de raze X (PIANȚEI).
Cartografierea galaxiilor din apropiere la APO (MaNGA)MaNGA ( Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory ) studiază structura internă detaliată a 10.000 de galaxii din apropiere folosind spectroscopie rezolvată spațial.
Sondajul acoperă peste 7.500 de grade pătrate din emisfera nordică galactică, cu date despre aproape două milioane de obiecte și spectrele a peste 800.000 de galaxii și 100.000 de quasari. Informațiile despre pozițiile și distanțele față de obiecte au făcut posibilă obținerea unei perspective asupra structurii pe scară largă a Universului.
SDSS oferă acces la date prin Internet. SkyServer oferă un set de interfețe pentru serverul Microsoft SQL de bază . Spectrele și imaginile sunt disponibile folosind interfețe care sunt ușor de utilizat, astfel încât, de exemplu, o imagine colorată a oricărei regiuni a cerului poate fi obținută din datele SDSS după ce a furnizat serverului coordonatele necesare. Datele sunt disponibile pentru uz necomercial, fără posibilitatea de înregistrare. SkyServer oferă, de asemenea, o gamă de instrumente educaționale pentru oameni de toate nivelurile de astronomie, de la liceeni la astronomi profesioniști. DR8, lansat din ianuarie 2011 [28] , este a opta lansare majoră de date și oferă imagini, cataloage de imagini, spectre și redshift-uri prin diferite interfețe de căutare.
Datele brute (prelucrate anterior în baze de date de obiecte) sunt disponibile și prin alte servere de Internet și prin programul NASA World Wind .
Vizualizarea cerului din Google Earth include date din SDSS pentru acele regiuni în care sunt disponibile astfel de date. Există, de asemenea, pluginuri KML pentru fotometrie SDSS și spectroscopie de straturi [29] care permit accesul direct la SkyServer direct din Google Sky.
Cu o contribuție semnificativă din partea ofițerului tehnic Jim Gray în numele Microsoft Research în legătură cu proiectul SkyServer, Microsoft WorldWide Telescope folosește SDSS și o serie de alte surse de date [30] .
Datele SDSS sunt, de asemenea, folosite de proiectul MilkyWay@home pentru a crea un model 3D precis al galaxiei Calea Lactee.
Împreună cu publicațiile care descriu sondaje digitale ale cerului, datele SDSS au fost utilizate într-un număr mare de alte publicații pe diverse subiecte astronomice. Site-ul web SDSS are o listă completă de publicații despre quasari îndepărtați din Universul observabil [31] , distribuțiile galaxiilor, proprietățile stelelor din galaxia noastră, precum și subiecte precum materia întunecată și energia întunecată din Univers.
Pe 30 iulie 2012, a fost anunțată cea mai mare hartă 3D a galaxiilor masive și a găurilor negre din lume [32] [33] [34] .
| Cataloagele astronomice | |
|---|---|
| istoric |
|
| Cataloage de galaxii , nebuloase și clustere | |
| Cataloage vedete | |
| Cataloage astrometrice | |
| Cataloage de exoplanete | |
| Toate sondajele Sky | |
| Alte | |
| Cosmologie | |
|---|---|
| Concepte și obiecte de bază | |
| Istoria Universului | |
| Structura Universului | |
| Concepte teoretice | |
| Experimente | |
| Portal: Astronomie | |