Sloan Digital Sky Survey ( SDSS , från engelska - "Sloan Digital Sky Survey") är en storskalig studie av multispektrala bilder och rödförskjutningsspektra av stjärnor och galaxer med hjälp av ett 2,5 meter bredfältsteleskop vid Apache Point Observatory i New Mexico . Projektet är uppkallat efter Alfred Sloan Foundation .
Forskningen började år 2000, under projektets gång kartlades mer än 35 % av himmelssfären med fotometriska observationer av cirka 500 miljoner objekt och spektra för mer än 3 miljoner objekt. Medelvärdet för rödförskjutningen i bilderna av galaxer var 0,1; för ljusröda galaxer upp till z=0,4, för kvasarer upp till z=5. Observationer inom ramen för granskningen bidrog till upptäckten av kvasarer med en förskjutning på mer än 6.
Projektet är uppdelat i flera faser: SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014), SDSS-IV (2014-2020). Data som samlas in under granskningarna publiceras i form av separata releaser (Data Release), den senaste av dem, DR13, publicerades i augusti 2016 [1]
I juli 2020, efter en 20-årig studie av astrofysik, släppte Sloan Digital Sky Survey den största och mest detaljerade 3D-kartan över universum hittills, och fyllde ett 11 miljarder år långt gap i dess expansionshistoria och tillhandahåller data som stöder teorin av universums platta geometri och bekräftar att olika områden verkar expandera i olika takt. [2] [3]
Denna studie samlar in rådata för Galaxy Zoo och MilkyWay@home-projektet .
SDSS (SDSS) använder ett dedikerat 2,5 meter bredfälts optiskt teleskop. 2000-2009 fick han både bilder och spektra. Sedan 2009 har teleskopet endast använts för att skaffa spektra.
Bilderna togs med hjälp av ett fotometriskt system med fem filter, som heter u , g , r , i och z . De tagna bilderna används både för att få en lista över observerade objekt och för att studera olika parametrar för dessa objekt, till exempel om de är spetsiga eller utsträckta (som en galax). Dessutom pågår studier av ljusstyrkans beroende av CCD på olika typer av magnitud.
För observationer använder SPSS-teleskopet en driftavsökningsteknik, spårar teleskopets bana längs en storcirkel och registrerar ständigt små band av himmelssfären [4] . Bilder av stjärnor i fokalplanet rör sig långsamt längs CCD-sensorn, samtidigt som laddningen förskjuts elektroniskt mellan detektorerna med samma hastighet. En sådan metod gör det möjligt att observera inte bara stjärnorna vid den himmelska ekvatorn , utan ger också möjligheten till astrometriska mätningar i ett brett fält, vilket minimerar kostnaderna för avläsning från detektorerna. Nackdelen med tekniken är mindre förvrängning.
Teleskopets kamera består av trettio CCD-fotodetektorer med en upplösning på 2048 × 2048 pixlar vardera, med en total upplösning på cirka 120 megapixlar [5] . Fotodetektorerna är anordnade i fem rader med sex chips vardera. Varje linje har olika optiska filter med genomsnittliga våglängder från 355,1, 468,6, 616,5, 748,1 och 893,1 nm och låter dig observera upp till 95 % av objekt med magnituden 22,0, 22,2, 22,2, 20,5, G, 2 och R, 20,5 och R I, Z respektive [6] . Filtren är anordnade i följande ordning: R, I, U, Z, G. För att minska ljudnivån i kammaren kyls enheterna till 190 kelvin (cirka -80 grader Celsius) med flytande kväve.
Med hjälp av dessa fotometriska data väljs mål för spektroskopi: stjärnor, galaxer, kvasarer. Teleskopets spektrograf fungerar genom att mata individuella fiberoptiska kablar för varje mål genom hål borrade i en aluminiumplatta [7] . Varje hål är placerat för ett valt mål, så hela spektruminsamlingsfältet kräver en ny unik platta. Inledningsvis kunde spektrografen spela in upp till 640 spektra samtidigt, men SDSS III uppgraderades till 1000 spektra. Normalt används 6 till 9 olika spektruminspelningsplattor under varje natt. I spektrografläget spårar teleskopet det valda området på himlen med traditionella tekniker, och håller objekt fokuserade på motsvarande ändar av de optiska fibrerna.
Varje natt tar teleskopet emot cirka 200 gigabyte data.
Under den första fasen, 2000-2005, tog SDSS mer än 8 tusen kvadratgrader i 5 spektralband. Spektra för galaxer och kvasarer erhölls från 5,7 tusen kvadratgrader. Flera (cirka 30) undersökningar av området på 300 kvadratgrader av Southern Galactic Cap gjordes också.
Sedan 2005 har undersökningen startat en ny fas, SDSS-II , under vilken utökade observationer gjordes för att studera strukturen och stjärnsammansättningen av Vintergatans galax . SEGUE och Sloan Supernova -undersökningar genomfördes , under vilka supernovahändelser av typ 1a söktes för att bestämma avstånden till avlägsna objekt.
Sloan Legacy SurveySloan Legacy Survey täcker mer än 7,5 tusen kvadratgrader av Northern Galactic Cap och inkluderar cirka 2 miljoner objekt och spektra av 800 tusen galaxer och 100 tusen kvasarer. Den insamlade informationen om objektens placering och avstånd gjorde det för första gången möjligt att studera universums storskaliga struktur . Data för granskningen erhölls från SDSS-I med några tillägg från SDSS-II [9] .
SEGUEI SEGUE-översikten ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration ) erhölls spektra av 240 tusen stjärnor med typiska radiella hastigheter på cirka 10 km/s för att skapa en detaljerad tredimensionell karta över Vintergatan. [10] SEGUE-data inkluderar indikationer på stjärnornas ålder och sammansättning och information om deras fördelning i olika galaktiska komponenter.
Som en del av projektet upptäcktes en satellitgalax i Vintergatan från den rekordtäta mörka materian Segue 1 23 kiloparsecs från solen [11] .
SEGUE-resultaten, inklusive stjärnspektra, bilder och en katalog över härledda parametrar, publicerades som en del av SDSS Data Release 7 (DR7). [12]
Sloan Supernova SurveyFram till 2007 gjordes observationer av projektet Supernova Survey , under vilket supernovor av typ 1a söktes efter . För att göra detta utfördes en snabb skanning av ett område på 300 kvadratgrader, under vilken variabla objekt och supernovor bestämdes. År 2005 upptäcktes och bekräftades 130 supernovor av typ 1a, 2006 - redan 197. [13] År 2014 släpptes en katalog med 10258 variabla och transienta källor, bland dem är 4607 objekt bekräftade eller troliga supernovor (vilket gör katalogen till största listan över supernovor) [14] .
Sedan mitten av 2008 har SDSS-III-projektet varit i drift. Under dess kurs genomfördes fyra undersökningar samtidigt på ett teleskop med en diameter på 2,5 meter [15] .
APOGEEAPOGEE-projektet ( APO Galactic Evolution Experiment ) använder högupplöst infraröd spektroskopi och högt signal-brusförhållande för att observera de inre områdena av galaxen gömda av kosmiskt damm [16] . APOGEE utforskar cirka 100 000 röda jättar. APOGEE-undersökningen kommer att öka med mer än hundra gånger antalet stjärnor för vilka IR-spektra med hög precision är kända (upplösning R ~ 20000 vid λ ~ 1,6 µm, Singal brus S/N ~ 100). [17] APOGEE samlar in data från 2011 till 2014, publicerades först i juli 2013.
BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)Baryon Oscillation Spectroscopic Survey ( BOSS ) skapades för att studera och mäta universums expansionshastighet. [18] Den studerar den rumsliga fördelningen av de så kallade lysande röda galaxerna (LRG [19] ) och kvasarer. Genomgången gör det möjligt att studera den ojämna fördelningen av massor som orsakas av akustiska baryonscillationer i det tidiga universum [20] [21] .
MarvelsUnder MARVELS-projektet ( Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey ) studeras de radiella hastigheterna för 11 tusen ljusstarka stjärnor med hjälp av den spektroskopiska Dopplermetoden . Det förväntas att den uppnådda noggrannheten kommer att göra det möjligt att upptäcka många exoplaneter - gasjättar med omloppsperioder från flera timmar till två år. [22] SDSS-teleskopet och flera nya multiobjektiva Doppler-mätare används. [22]
Ett av huvudmålen med projektet är att samla in statistik om jätteplaneterna. Planeter med massor mellan 0,5 och 10 Jupitermassor förväntas bli upptäckta . För var och en av de 11 tusen stjärnorna finns det cirka 25-35 observationer under en 18-månadersperiod. 150-200 exoplaneter förväntas upptäckas. [22] [23] [24] Projektet startade hösten 2008 och pågick till våren 2014. [22] [25]
SEGUE-2SEGUE-2 ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration - från engelska - "Sloan extension for understanding and exploring the galaxy") planerar att fortsätta framgången med SEGUE-1-projektet (240 tusen spektra) och få spektra på hundratusentals stjärnor som ligger på avstånd från 10 till 60 kiloparsecs från jorden, i området för galaxens stjärngloria. [26]
De gemensamma data från SEGUE-1 och SEGUE-2 undersökningarna gör det möjligt att studera de komplexa kinematiska och kemiska strukturerna hos den galaktiska halo och skiva.
Det nuvarande SDSS-projektet, SDSS-IV, startade 2014 och kommer att pågå till 2020. Inom dess ram genomförs avancerade kosmologiska mätningar av den tidiga fasen av kosmisk historia (eBOSS), den infraröda spektrometriska undersökningen av galaxen på norra och södra halvklotet (APOGEE-2) kompletteras och spektrografer används för första gången för att få rumsligt upplösta kartor över individuella galaxer (MaNGA). [27]
APO Galactic Evolution Experiment (APOGEE-2)Stjärnvy över Vintergatan från två positioner: norra halvklotet vid APO och södra halvklotet vid 2,5 m teleskopet du Pont i Las Campanas.
utökad Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS)Utökad genomgång av baryonoscillationer, studie av kvasarer och galaxer. Inkluderar även subrutiner för undersökning av variabla objekt (TDSS) och röntgenkällor (SPIDERS).
Kartläggning av närliggande galaxer vid APO (MaNGA)MaNGA ( Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory ) studerar den detaljerade inre strukturen hos 10 000 närliggande galaxer med hjälp av rumsligt upplöst spektroskopi.
Undersökningen omfattar mer än 7 500 kvadratgrader av det galaktiska norra halvklotet med data om nästan två miljoner objekt och spektra för mer än 800 000 galaxer och 100 000 kvasarer. Information om positioner och avstånd till objekt gjorde det möjligt att få inblick i universums storskaliga struktur.
SDSS ger tillgång till data över Internet. SkyServer tillhandahåller en uppsättning gränssnitt till den underliggande Microsoft SQL Server . Spektra och bilder är tillgängliga med hjälp av gränssnitt som är lätta att använda, så att till exempel en fullfärgsbild av vilken del av himlen som helst kan erhållas från SDSS-data efter att ha försett servern med nödvändiga koordinater. Uppgifterna är tillgängliga för icke-kommersiellt bruk, utan möjlighet till inspelning. SkyServer tillhandahåller också en rad utbildningsverktyg för människor på alla nivåer av astronomi, från gymnasieelever till professionella astronomer. DR8, släppt sedan januari 2011 [28] , är den åttonde stora datautgåvan och tillhandahåller bilder, bildkataloger, spektra och rödförskjutningar genom olika sökgränssnitt.
Rådata (tidigare bearbetad till objektdatabaser) är också tillgänglig via andra Internetservrar och genom NASA World Wind- programmet .
Skyvyn i Google Earth innehåller data från SDSS för de regioner där sådan data är tillgänglig. Det finns även KML-plugins för SDSS-fotometri och lagerspektroskopi [29] som tillåter direktåtkomst till SkyServer direkt från Google Sky.
Med betydande input från tekniska officer Jim Gray på uppdrag av Microsoft Research i samband med SkyServer-projektet, utnyttjar Microsoft WorldWide Telescope SDSS och ett antal andra datakällor [30] .
SDSS-data används också av MilkyWay@home-projektet för att skapa en exakt 3D-modell av Vintergatans galax.
Tillsammans med publikationer som beskriver digitala himmelsundersökningar har SDSS-data använts i ett stort antal andra publikationer om olika astronomiska ämnen. SDSS-webbplatsen har en komplett lista med publikationer om avlägsna kvasarer inom det observerbara universum [31] , distributioner av galaxer, egenskaper hos stjärnor i vår galax, samt ämnen som mörk materia och mörk energi i universum.
Den 30 juli 2012 tillkännagavs världens största 3D-karta över massiva galaxer och svarta hål [32] [33] [34] .
| Astronomiska kataloger | |
|---|---|
| historisk |
|
| Kataloger över galaxer , nebulosor och kluster | |
| Stjärnkataloger _ | |
| Astrometriska kataloger | |
| Exoplanet kataloger | |
| Alla Sky Surveys | |
| Övrig | |
| Kosmologi | |
|---|---|
| Grundläggande begrepp och objekt | |
| Universums historia | |
| Universums struktur | |
| Teoretiska begrepp | |
| Experiment | |
| Portal: Astronomi | |