Sloan Digital Sky Survey ( SDSS , fra engelsk - "Sloan Digital Sky Survey") er en storstilet undersøgelse af multispektrale billeder og rødforskydningsspektre af stjerner og galakser ved hjælp af et 2,5 meter bredfeltteleskop ved Apache Point Observatory i New Mexico . Projektet er opkaldt efter Alfred Sloan Foundation .
Forskning begyndte i 2000, i løbet af projektet blev mere end 35% af himmelsfæren kortlagt med fotometriske observationer af omkring 500 millioner objekter og spektre for mere end 3 millioner objekter. Den gennemsnitlige værdi af rødforskydningen i billederne af galakser var 0,1; for lyse røde galakser op til z=0,4, for kvasarer op til z=5. Observationer inden for rammerne af gennemgangen bidrog til påvisningen af kvasarer med en forskydning på mere end 6.
Projektet er opdelt i flere faser: SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014), SDSS-IV (2014-2020). De data, der indsamles under anmeldelserne, offentliggøres i form af separate udgivelser (Data Release), den seneste af dem, DR13, blev offentliggjort i august 2016 [1]
I juli 2020, efter en 20-årig undersøgelse af astrofysik, udgav Sloan Digital Sky Survey det største og mest detaljerede 3D-kort over universet til dato, og udfyldte et 11 milliarder år langt hul i dets ekspansionshistorie og leverede data, der understøtter teorien af universets flade geometri og bekræfter, at forskellige områder ser ud til at udvide sig med forskellige hastigheder. [2] [3]
Denne undersøgelse indsamler rådata til Galaxy Zoo og MilkyWay@home-projektet .
SDSS (SDSS) bruger et dedikeret 2,5 meter bredfelt optisk teleskop. I 2000-2009 opnåede han både billeder og spektre. Siden 2009 har teleskopet kun været brugt til at optage spektre.
Billeder blev taget ved hjælp af et fotometrisk system af fem filtre, som er navngivet u , g , r , i og z . De optagne billeder bruges både til at få en liste over observerede objekter og til at studere forskellige parametre for disse objekter, for eksempel om de er spidse eller forlængede (som en galakse). Derudover er der undersøgelser i gang om afhængigheden af lysstyrken på CCD'en af forskellige typer af størrelse.
Til observationer bruger SPSS-teleskopet en drift-scanningsteknik, der sporer teleskopets vej langs en storcirkel og konstant optager små bånd af himmelkuglen [4] . Billeder af stjerner i brændplanet bevæger sig langsomt langs CCD-sensoren, mens de elektronisk flytter ladningen mellem detektorerne med samme hastighed. En sådan metode gør det muligt at observere ikke kun stjernerne ved den himmelske ækvator , men giver også mulighed for astrometriske målinger i et bredt felt, hvilket minimerer overhead af aflæsning fra detektorerne. Ulempen ved teknikken er mindre forvrængning.
Teleskopets kamera består af tredive CCD-fotodetektorer med en opløsning på hver 2048 × 2048 pixels med en samlet opløsning på omkring 120 megapixel [5] . Fotodetektorerne er arrangeret i fem rækker med hver seks chips. Hver linje har forskellige optiske filtre med gennemsnitlige bølgelængder fra 355.1, 468.6, 616.5, 748.1 og 893.1 nm og giver dig mulighed for at observere op til 95 % af objekter med størrelsesordenen 22.0, 22.2, 22.2, 20.5 og R, G, 2 og 2. I, Z henholdsvis [6] . Filtrene er arrangeret i følgende rækkefølge: R, I, U, Z, G. For at reducere støjniveauet i kammeret afkøles enhederne til 190 kelvin (ca. -80 grader Celsius) med flydende nitrogen.
Ved hjælp af disse fotometriske data udvælges mål til spektroskopi: stjerner, galakser, kvasarer. Teleskopets spektrograf virker ved at føre individuelle fiberoptiske kabler for hvert mål gennem huller boret i en aluminiumsplade [7] . Hvert hul er placeret til et valgt mål, så hele spektrumopsamlingsfeltet kræver en ny unik plade. I starten kunne spektrografen optage op til 640 spektre samtidigt, men SDSS III blev opgraderet til 1000 spektre. Typisk bruges 6 til 9 forskellige spektrumoptageplader i løbet af hver nat. I spektrograftilstanden sporer teleskopet det valgte område af himlen ved hjælp af traditionelle teknikker, og holder objekter fokuseret på de tilsvarende ender af de optiske fibre.
Hver nat modtager teleskopet omkring 200 gigabyte data.
I den første fase, i 2000-2005, tog SDSS mere end 8 tusinde kvadratgrader i 5 spektralbånd. Spektrene for galakser og kvasarer blev opnået fra 5,7 tusinde kvadratgrader. Der blev også foretaget flere (ca. 30) undersøgelser af området på 300 kvadratgrader af den sydlige galaktiske kappe.
Siden 2005 har undersøgelsen startet en ny fase, SDSS-II , hvor der blev foretaget udvidede observationer for at studere strukturen og stjernesammensætningen af Mælkevejsgalaksen . SEGUE og Sloan Supernova Undersøgelser blev udført , under hvilke type 1a supernova hændelser blev søgt for at bestemme afstandene til fjerne objekter.
Sloan Legacy SurveySloan Legacy Survey dækker mere end 7,5 tusinde kvadratgrader af den nordlige galaktiske kappe og omfatter omkring 2 millioner objekter og spektre på 800 tusinde galakser og 100 tusinde kvasarer. Den indsamlede information om objekters placering og afstand gjorde det for første gang muligt at studere universets struktur i stor skala . Data til gennemgangen blev hentet fra SDSS-I med nogle tilføjelser fra SDSS-II [9] .
SEGUEI SEGUE-gennemgangen ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration ) blev spektrene på 240 tusind stjerner med typiske radiale hastigheder på omkring 10 km/s opnået for at skabe et detaljeret tredimensionelt kort over Mælkevejen. [10] SEGUE-data inkluderer indikationer af stjerners alder og sammensætning og information om deres fordeling i forskellige galaktiske komponenter.
Som en del af projektet blev en satellitgalakse af Mælkevejen fra det rekordtætte mørke stof Segue 1 opdaget 23 kiloparsec fra Solen [11] .
SEGUE-resultaterne, inklusive stjernespektre, billeder og et katalog over afledte parametre, blev offentliggjort som en del af SDSS Data Release 7 (DR7). [12]
Sloan Supernova SurveyIndtil 2007 blev der foretaget observationer af Supernova Survey -projektet , hvor der blev søgt efter type 1a supernovaer . For at gøre dette blev der udført en hurtig scanning af et område på 300 kvadratgrader, hvor variable objekter og supernovaer blev bestemt. I 2005 blev 130 type 1a supernovaer opdaget og bekræftet, i 2006 - allerede 197. [13] I 2014 blev et katalog udgivet med 10258 variable og forbigående kilder, blandt dem 4607 objekter er bekræftede eller sandsynlige supernovaer (hvilket gør kataloget til største liste over supernovaer) [14] .
Siden midten af 2008 har SDSS-III-projektet været i drift. I løbet af dets forløb blev der udført fire undersøgelser samtidigt på et teleskop med en diameter på 2,5 meter [15] .
APOGEEAPOGEE-projektet ( APO Galactic Evolution Experiment ) bruger højopløsnings infrarød spektroskopi og højt signal-til-støj-forhold til at observere de indre områder af galaksen skjult af kosmisk støv [16] . APOGEE udforsker omkring 100.000 røde kæmper. APOGEE-undersøgelsen vil stige med mere end hundrede gange antallet af stjerner, for hvilke højpræcisions IR-spektre er kendt (opløsning R ~ 20000 ved λ ~ 1,6 µm, Singal støj S/N ~ 100). [17] APOGEE indsamler data fra 2011 til 2014, først offentliggjort i juli 2013.
BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)Baryon Oscillation Spectroscopic Survey ( BOSS ) blev oprettet for at studere og måle universets ekspansionshastighed. [18] Den studerer den rumlige fordeling af de såkaldte lysende røde galakser (LRG [19] ) og kvasarer. Gennemgangen gør det muligt at studere den ujævne fordeling af masser forårsaget af akustiske baryonscillationer i det tidlige univers [20] [21] .
MarvelsUnder MARVELS-projektet ( Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey ) studeres de radiale hastigheder af 11 tusinde klare stjerner ved hjælp af Doppler-spektroskopisk metode . Det forventes, at den opnåede nøjagtighed vil gøre det muligt at detektere mange exoplaneter - gasgiganter med omløbsperioder fra flere timer til to år. [22] SDSS-teleskopet og flere nye multiobjektive Doppler-målere bruges. [22]
Et af hovedmålene med projektet er at indsamle statistik om kæmpeplaneterne. Planeter med masser mellem 0,5 og 10 Jupiter- masser forventes at blive opdaget . For hver af de 11 tusinde stjerner er der omkring 25-35 observationer over en 18-måneders periode. 150-200 exoplaneter forventes at blive opdaget. [22] [23] [24] Projektet startede i efteråret 2008 og fortsatte indtil foråret 2014. [22] [25]
SEGUE-2SEGUE-2 ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration - fra engelsk - "Sloan extension for understanding and exploring the galaxy") planlægger at fortsætte succesen med SEGUE-1-projektet (240 tusind spektre) og opnå spektre på hundredtusindvis af stjerner placeret i afstande fra 10 til 60 kiloparsecs fra Jorden, i området af galaksens stjerneglorie. [26]
De fælles data fra SEGUE-1 og SEGUE-2 undersøgelserne gør det muligt at studere de komplekse kinematiske og kemiske strukturer af den galaktiske halo og skive.
Det nuværende SDSS-projekt, SDSS-IV, startede i 2014 og løber frem til 2020. Inden for dens rammer udføres avancerede kosmologiske målinger af den tidlige fase af kosmisk historie (eBOSS), den infrarøde spektrometriske undersøgelse af galaksen på den nordlige og sydlige halvkugle (APOGEE-2) suppleres, og spektrografer anvendes for første gang at opnå rumligt opløste kort over individuelle galakser (MaNGA). [27]
APO Galactic Evolution Experiment (APOGEE-2)Stjernebillede af Mælkevejen fra to positioner: den nordlige halvkugle ved APO og den sydlige halvkugle ved 2,5 m teleskopet du Pont i Las Campanas.
udvidet Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS)Udvidet gennemgang af baryonscillationer, undersøgelse af kvasarer og galakser. Indeholder også underrutiner til undersøgelse af variable objekter (TDSS) og røntgenkilder (SPIDERS).
Kortlægning af nærliggende galakser ved APO (MaNGA)MaNGA ( Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory ) studerer den detaljerede indre struktur af 10.000 nærliggende galakser ved hjælp af rumligt opløst spektroskopi.
Undersøgelsen dækker mere end 7.500 kvadratgrader af den galaktiske nordlige halvkugle med data om næsten to millioner objekter og spektre af mere end 800.000 galakser og 100.000 kvasarer. Information om positioner og afstande til objekter gjorde det muligt at få indsigt i universets storskalastruktur.
SDSS giver adgang til data over internettet. SkyServer giver et sæt grænseflader til den underliggende Microsoft SQL Server . Spektre og billeder er tilgængelige ved hjælp af grænseflader, der er nemme at bruge, så for eksempel et fuldfarvebillede af ethvert område på himlen kan opnås fra SDSS-data efter at have givet serveren de nødvendige koordinater. Dataene er tilgængelige til ikke-kommerciel brug, uden mulighed for optagelse. SkyServer tilbyder også en række uddannelsesværktøjer til folk på alle niveauer af astronomi, fra gymnasieelever til professionelle astronomer. DR8, udgivet siden januar 2011 [28] , er den ottende store dataudgivelse og leverer billeder, billedkataloger, spektre og rødforskydninger gennem forskellige søgegrænseflader.
Rådata (tidligere behandlet til objektdatabaser) er også tilgængelige via andre internetservere og gennem NASA World Wind -programmet .
Himmelvisningen i Google Earth inkluderer data fra SDSS for de områder, hvor sådanne data er tilgængelige. Der er også KML-plugins til SDSS-fotometri og lagspektroskopi [29] , der giver direkte adgang til SkyServer direkte fra Google Sky.
Med betydelig input fra den tekniske officer Jim Gray på vegne af Microsoft Research i forbindelse med SkyServer-projektet, udnytter Microsoft WorldWide Telescope SDSS og en række andre datakilder [30] .
SDSS-data bliver også brugt af MilkyWay@home-projektet til at skabe en nøjagtig 3D-model af Mælkevejsgalaksen.
Sammen med publikationer, der beskriver digitale himmelundersøgelser, er SDSS-data blevet brugt i en lang række andre publikationer om forskellige astronomiske emner. SDSS-webstedet har en komplet liste over publikationer om fjerne kvasarer i det observerbare univers [31] , fordelinger af galakser, egenskaber for stjerner i vores galakse, samt emner som mørkt stof og mørk energi i universet.
Den 30. juli 2012 blev verdens største 3D-kort over massive galakser og sorte huller annonceret [32] [33] [34] .
| Astronomiske kataloger | |
|---|---|
| historisk |
|
| Kataloger over galakser , tåger og hobe | |
| Stjernekataloger _ | |
| Astrometriske kataloger | |
| Exoplanet kataloger | |
| Alle Sky Surveys | |
| Andet | |
| Kosmologi | |
|---|---|
| Grundlæggende begreber og objekter | |
| Universets historie | |
| Universets struktur | |
| Teoretiske begreber | |
| Eksperimenter | |
| Portal: Astronomi | |