Слоановский цифровой небесный обзор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Здание, в котором расположен телескоп SDSS, обсерватория Апачи-Пойнт.

Sloan Digital Sky Survey (SDSS, Слоановский цифровой небесный обзор) — проект широкомасштабного исследования изображений и спектров звёзд и галактик, использующий 2,5-метровый широкоугольный телескоп в обсерватории Апачи-Пойнт в штате Нью-Мексико. Проект назван в честь фонда Альфреда Слоуна.

В 2000 году начались исследования, целью которых было картографирование 25 % небесной сферы, получение снимков более 100 млн объектов и спектров для 1 млн объектов. Среднее значение красного смещения по изображениям галактик составило 0.1; для ярких красных галактик вплоть до z=0.4, для квазаров до z=5; обнаружены квазары со сдвигом более 6.

В 2006 году началась вторая фаза проекта, SDSS-II, в которой увеличивалось количество наблюдений для изучения структуры и звёздного состава Галактики Млечный Путь, также начаты наблюдения SEGUE и Sloan Supernova Survey, целью которых являются поиск сверхновых типа Ia, по которым можно определять расстояние до удалённых объектов.

В середине 2008 года начата фаза SDSS-III. Её завершение планируется в 2014 году.

В этом исследовании собираются исходные данные для проекта Galaxy Zoo и MilkyWay@home.

Наблюдения[править | править вики-текст]

SDSS (СЦНО) использует специальный 2,5-метровый широкоугольный оптический телескоп и снимает изображения с помощью фотометрической системы из пяти фильтров (которые имеют названия u, g, r, i и z). Снятые изображения используются как для получения списка наблюдаемых объектов, так и для изучения различных параметров этих объектов, например, являются ли они точечными или протяжёнными (как галактика). Кроме того, ведутся исследования зависимости яркости на ПЗС к различным видам звёздной величины.

Камера телескопа состоит из тридцати ПЗС-фотоприёмников с разрешением 2048 × 2048 пикселов каждый, общим числом около 120 мегапикселов[1]. Фотоприемники расположены в пять рядов по шесть штук в каждом. Каждая строка имеет различные оптические фильтры с длинами волн от 354, 476, 628, 769 и 925 нм. до величины 24,4, 25,3, 25,1, 24,4 и 22,9 с отношением сигнал / шум равным 5. Фильтры расположены в следующем порядке: R, I, U, Z, G. Для снижения уровня шума камеры она охлаждается до 190 градусов Кельвина (около −80 градусов Цельсия) жидким азотом.

Используя эти данные, также выбираются цели для спектроскопии. Телескоп способен записывать до 640 спектральных записей одновременно через кабели из оптического волокна для каждого отверстия, просверленного в алюминиевой пластине. За ночь может быть использовано от шести до девяти пластин для записи спектров.

Каждую ночь телескоп получает около 200 Гб данных.

Проекты[править | править вики-текст]

SDSS-I: 2000–2005[править | править вики-текст]

В течение первой фазы, в 2000–2005, SDSS снял более 8 тыс квадратных градусов в 5 спектральных областях. Были получены спектры галактик и квазаров из 5,7 тыс квадратных градусов.

SDSS-II: 2005–2008[править | править вики-текст]

С 2005 года обзор начал новую фазу, SDSS-II, в ходе которой проводились наблюдения для изучения галактики Млечный путь. Проводились обзоры SEGUE и Sloan Supernova Survey, в ходе которых искались сверхновые типа 1а для определения расстояний до удаленных объектов.

Sloan Legacy Survey[править | править вики-текст]

Обзор Sloan Legacy Survey был составлен большей частью по данным SDSS-I, дополненным в ходе SDSS-II[2]. Этот обзор включает в себя около 2 миллионов объектов и спектры 800 тысяч галактик и 100 тысяч квазаров. Информация о расположении и расстоянии до этих объектов позволяет изучать крупномасштабную структуру вселенной.

SEGUE[править | править вики-текст]

В обзоре SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration - расширение Слоана для понимания и исследования галактики) были получены спектры 240 тысяч звезд с типичными лучевыми скоростями около 10 км/с для создания детальной трехмерной карты Млечного пути.[3] Данные SEGUE включают в себя информацию о возрасте и составе звезд и об их распределении в различных галактических компонентах.

В рамках проекта, в 23 килопарсеках от Солнца была открыта галактика-спутник Млечного Пути из рекордно плотной тёмной материи Segue 1[4].

Результаты SEGUE были опубликованы в составе SDSS Data Release 7 (DR7).[5]

Sloan Supernova Survey[править | править вики-текст]

Вплоть до 2007 года проводились наблюдения по проекту Supernova Survey, в ходе которого искались сверхновые типа 1а. Для этого производилось быстрое сканирование области размером в 300 квадратных градусов, при котором определялись переменные объекты. В 2005 году было обнаружено и подтверждено 130 сверхновых, в 2006 - уже 197.[6]

SDSS III: 2008–2014[править | править вики-текст]

С середины 2008 года работает проект SDSS-III. Он состоит из четырех обзоров, которые проводятся на одном телескопе с диаметром 2,5 метра[7].

APOGEE[править | править вики-текст]

Проект APOGEE (APO Galactic Evolution Experiment) использует инфракрасную спектроскопию высокого разрешения и с низким уровнем шумов чтобы наблюдать внутренние области галактики, скрытые космической пылью. APOGEE исследует около 100 тысяч красных гигантов. [8] APOGEE позволит более чем в сто раз увеличить количество звезд, для которых известны высокоточные ИК-спектры (разрешение R ~ 20000 при λ ~ 1.6мкм, сингал-шум S/N ~ 100).[9] APOGEE собирает данные с 2011 по 2014 год, первые публикации - июль 2013 года.

BOSS (Спектроскопический обзор барионных осцилляций)[править | править вики-текст]

Спектроскопический обзор барионных осцилляций (BOSS, Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) создан для изучения и измерения скорости расширения вселенной.[10] В его ходе производится изучение пространственного распределения так называемых luminous red galaxies (LRG[11]) и квазаров. Обзор позволяет изучить неравномерность распределения масс, вызванную акустическими барионными осцилляциями в ранней вселенной[12].

MARVELS[править | править вики-текст]

В ходе проекта MARVELS (Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey) изучаются радиальные скорости 11 тысяч ярких звезд с помощью спектроскопического метода Доплера. Ожидается, что достигнутая точность позволит обнаружить множество экзопланет - газовых гигантов с периодами от нескольких часов до двух лет.[13] Используется телескоп SDSS и несколько новых приборов.[13]

SEGUE-2[править | править вики-текст]

SEGUE-2 планирует продолжить успех проекта SEGUE-1 и получить спектры 120 тысяч звезд, расположенных на расстояниях от 10 до 60 килопарсек от Земли.[14]

Обозревательные возможности[править | править вики-текст]

Обзор охватывает более 7500 квадратных градусов Северного Галактического Полушария с данными почти о двух миллионах объектов и спектры более чем 800 000 галактик и 100 000 квазаров. Информация о позициях и расстояниях до объектов представила крупномасштабность структуры Вселенной.

Доступ к данным[править | править вики-текст]

SDSS предоставляет доступ к данным через Интернет. SkyServer предоставляет набор интерфейсов для базового сервера Microsoft SQL Server. Спектры и изображения доступны при использовании интерфейсов, которые просты в использовании, так что, например, полноцветное изображение любого региона неба может быть получено из данных SDSS после предоставления серверу необходимых координат. Данные доступны для некоммерческого использования, без возможности записи. SkyServer также предоставляет ряд учебных пособий для людей с различными уровнями знаний в астрономии: начиная учащимися школьных учебных заведений, заканчивая профессиональными астрономами. DR8, выпущенный с января 2011 года[15] является восьмым основным выпуском данных и предоставляет изображения, каталоги изображений, спектров и красного смещения с помощью различных поисковых интерфейсов.

Необработанные данные (перед этим были обработаны в базы данных объектов) также доступны через другие Интернет-сервера и в рамках программы NASA World Wind.

Небо в Google Earth включает в себя данные из SDSS для тех регионов, где такие данные имеются. Есть также KML плагины для SDSS фотометрии и спектроскопии слоёв[16], которые позволяют получить прямой доступ к SkyServer непосредственно из Google Sky.

Благодаря значительному вкладу технического сотрудника Джима Грея (англ. Jim Gray) от имени Microsoft Research совместно с проектом SkyServer, Microsoft WorldWide Telescope использует наработки SDSS и ряда других источников данных[17].

Результаты[править | править вики-текст]

Вместе с публикациями, описывающими цифровой обзор неба, SDSS данные были использованы в большом количестве прочих публикаций на различные астрономические темы. На сайте SDSS имеется полный список публикаций о далёких квазарах в пределах наблюдаемой Вселенной[18], распределениях галактик, свойствах звёзд в нашей Галактике, а также такие темы, как тёмная материя и тёмная энергия во Вселенной.

30 июля 2012 года объявлено о том, что составлена крупнейшая в мире трёхмерная карта массивных галактик и черных дыр[19][20][21].

Некоторые астрономические объекты, открытые SDSS[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Key Components of the Survey Telescope. SDSS (29 августа 2006). Проверено 27 декабря 2006. Архивировано из первоисточника 27 апреля 2012.
  2. About the SDSS Legacy Survey.
  3. Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration(недоступная ссылка — история). segue.uchicago.edu. Проверено 27 февраля 2008. Архивировано из первоисточника 29 июня 2007.
  4. Спутник нашей галактики оказался очень древним и очень тёмным
  5. (1 May 2009) «SEGUE: A Spectroscopic Survey of 240,000 Stars with g = 14-20». The Astronomical Journal 137 (5): 4377–4399. DOI:10.1088/0004-6256/137/5/4377. Bibcode:2009AJ....137.4377Y.
  6. (2008) «The Sloan Digital Sky Survey-II Supernova Survey: search algorithm and follow-up observations». Astronomical Journal 135 (1): 348–373. DOI:10.1088/0004-6256/135/1/348. Bibcode:2008AJ....135..348S.
  7. SDSS-III: Four Surveys Executed Simultaneously - SDSS-III
  8. Sdss-III. Sdss3.org. Проверено 14 августа 2011.
  9. SDSS-III: Massive Spectroscopic Surveys of the Distant Universe, the Milky Way Galaxy, and Extra-Solar Planetary Systems 29–40 (Jan 2008).
  10. BOSS: Dark Energy and the Geometry of Space. SDSS III. Проверено 26 сентября 2011.
  11. Luminous Red Galaxies
  12. Астрофизики построили рекордно точную вселенскую «линейку», Lenta.ru (9 января 2014). Проверено 9 января 2014.
  13. 1 2 Sdss-III. Sdss3.org. Проверено 14 августа 2011.
  14. Sdss-III. Sdss3.org. Проверено 14 августа 2011.
  15. SDSS Data Release 8. sdss3.org. Проверено 10 января 2011. Архивировано из первоисточника 27 апреля 2012.
  16. Google Earth KML: SDSS layer. earth.google.com. Проверено 24 марта 2008. Архивировано из первоисточника 17 марта 2008.
  17. When did Microsoft first starting looking at the sky?. worldwidetelescope.org. Проверено 24 марта 2008. Архивировано из первоисточника 27 апреля 2012.
  18. SDSS Scientific and Technical Publications. sdss.org. Проверено 27 февраля 2008. Архивировано из первоисточника 27 апреля 2012.
  19. The Ninth Data Release of the Sloan Digital Sky Survey: First Spectroscopic Data from the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. (англ.)
  20. New 3-D Map of Massive Galaxies and Distant Black Holes Offers Clues to Dark Matter and Dark Energy. (англ.)
  21. Астрономы составили крупнейшую в мире трёхмерную карту массивных галактик и черных дыр.