Sloan Digital Sky Survey ( SDSS , z angličtiny - „Sloan Digital Sky Survey“) je rozsáhlá studie multispektrálních snímků a spekter rudého posuvu hvězd a galaxií pomocí 2,5metrového širokoúhlého dalekohledu na observatoři Apache Point v Novém Mexiku. . Projekt je pojmenován po Nadaci Alfreda Sloana .
Výzkum začal v roce 2000, v průběhu projektu bylo zmapováno více než 35 % nebeské sféry pomocí fotometrických pozorování asi 500 milionů objektů a spekter pro více než 3 miliony objektů. Průměrná hodnota rudého posuvu na snímcích galaxií byla 0,1; pro jasně červené galaxie až z=0,4, pro kvasary až z=5. Pozorování v rámci přehledu přispěla k odhalení kvasarů s posunem více než 6.
Projekt je rozdělen do několika fází: SDSS-I (2000-2005), SDSS-II (2005-2008), SDSS-III (2008-2014), SDSS-IV (2014-2020). Údaje shromážděné během recenzí jsou publikovány ve formě samostatných vydání (Data Release), nejnovější z nich, DR13, bylo zveřejněno v srpnu 2016 [1]
V červenci 2020, po 20letém studiu astrofyziky, zveřejnil Sloan Digital Sky Survey dosud největší a nejpodrobnější 3D mapu vesmíru, která zaplnila 11 miliard let dlouhou mezeru v historii expanze a poskytla data, která tuto teorii podporují. ploché geometrie vesmíru a potvrzuje, že různé oblasti se zdají expandovat různou rychlostí. [2] [3]
Tato studie shromažďuje nezpracovaná data pro Galaxy Zoo a projekt MilkyWay@home .
SDSS (SDSS) používá vyhrazený 2,5metrový širokoúhlý optický dalekohled. V letech 2000-2009 získal snímky i spektra. Od roku 2009 se dalekohled používá pouze k získávání spekter.
Snímky byly pořízeny pomocí fotometrického systému pěti filtrů, které jsou pojmenovány u , g , r , i a z . Pořízené snímky slouží jak k získání seznamu pozorovaných objektů, tak ke studiu různých parametrů těchto objektů, například zda jsou bodové nebo rozšířené (jako galaxie). Kromě toho probíhají studie o závislosti jasu na CCD na různých typech magnitudy.
Pro pozorování používá dalekohled SPSS techniku skenování driftu, kdy sleduje dráhu dalekohledu podél velkého kruhu a neustále zaznamenává malé pásy nebeské sféry [4] . Obrazy hvězd v ohniskové rovině se pomalu pohybují podél CCD senzoru, přičemž elektronicky přesouvají náboj mezi detektory stejnou rychlostí. Taková metoda umožňuje pozorovat nejen hvězdy na nebeském rovníku , ale také poskytuje možnost astrometrických měření v širokém poli, čímž se minimalizuje režie čtení z detektorů. Nevýhodou techniky je drobné zkreslení.
Kamera dalekohledu se skládá ze třiceti CCD fotodetektorů s rozlišením každého 2048 × 2048 pixelů, s celkovým rozlišením asi 120 megapixelů [5] . Fotodetektory jsou uspořádány v pěti řadách po šesti čipech. Každá řada má různé optické filtry s průměrnými vlnovými délkami od 355,1, 468,6, 616,5, 748,1 a 893,1 nm a umožňují pozorovat až 95 % objektů o velikosti 22,0, 22,2, 22,2, 21,3 a U, G, R, filtry I, Z, respektive [6] . Filtry jsou uspořádány v tomto pořadí: R, I, U, Z, G. Pro snížení hlučnosti komory jsou zařízení chlazena na 190 kelvinů (asi −80 stupňů Celsia) kapalným dusíkem.
Pomocí těchto fotometrických dat se vyberou cíle pro spektroskopii: hvězdy, galaxie, kvasary. Spektrograf dalekohledu funguje tak, že jednotlivé kabely z optických vláken provádějí pro každý cíl otvory vyvrtané v hliníkové desce [7] . Každý otvor je umístěn pro vybraný cíl, takže celé pole sběru spektra vyžaduje novou jedinečnou destičku. Zpočátku mohl spektrograf zaznamenávat až 640 spekter současně, ale SDSS III byl upgradován na 1000 spekter. Typicky se během každé noci používá 6 až 9 různých spektrálních záznamových desek. V režimu spektrografu dalekohled sleduje vybranou oblast oblohy pomocí tradičních technik a udržuje objekty zaostřené na odpovídajících koncích optických vláken.
Každou noc dalekohled přijme asi 200 gigabajtů dat.
Během první fáze, v letech 2000-2005, zabrala SDSS více než 8 tisíc čtverečních stupňů v 5 spektrálních pásmech. Spektra galaxií a kvasarů byla získána z 5,7 tisíce čtverečních stupňů. Bylo také provedeno několik (asi 30) průzkumů oblasti 300 čtverečních stupňů jižní galaktické čepice.
Od roku 2005 průzkum zahájil novou fázi, SDSS-II , během níž byla provedena rozšířená pozorování ke studiu struktury a složení hvězd v galaxii Mléčná dráha . Byly provedeny průzkumy supernov SEGUE a Sloan , během kterých byly prohledávány události supernov typu 1a , aby se určily vzdálenosti ke vzdáleným objektům.
Sloan Legacy SurveyPrůzkum Sloan Legacy Survey pokrývá více než 7,5 tisíce čtverečních stupňů severní galaktické čepice a zahrnuje asi 2 miliony objektů a spektra 800 tisíc galaxií a 100 tisíc kvasarů. Shromážděné informace o poloze a vzdálenosti objektů umožnily poprvé studovat rozsáhlou strukturu vesmíru . Údaje pro přehled byly získány z SDSS-I s některými dodatky z SDSS-II [9] .
SEGUEV přehledu SEGUE ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration ) byla získána spektra 240 tisíc hvězd s typickými radiálními rychlostmi asi 10 km/s pro vytvoření podrobné trojrozměrné mapy Mléčné dráhy. [10] Data SEGUE zahrnují údaje o stáří a složení hvězd a informace o jejich distribuci v různých galaktických složkách.
V rámci projektu byla 23 kiloparseků od Slunce objevena satelitní galaxie Mléčné dráhy z rekordně husté temné hmoty Segue 1 [11] .
Výsledky SEGUE, včetně hvězdných spekter, obrázků a katalogu odvozených parametrů, byly publikovány jako součást SDSS Data Release 7 (DR7). [12]
Sloan Supernova SurveyDo roku 2007 probíhala pozorování v rámci projektu Supernova Survey , během kterého se hledaly supernovy typu 1a . Za tímto účelem bylo provedeno rychlé skenování oblasti 300 čtverečních stupňů, během kterého byly určeny proměnné objekty a supernovy. V roce 2005 bylo objeveno a potvrzeno 130 supernov typu 1a, v roce 2006 již 197. [13] V roce 2014 byl vydán katalog s 10258 proměnnými a přechodnými zdroji, mezi nimiž je 4607 objektů potvrzených nebo pravděpodobných supernov (což z katalogu činí největší seznam supernov) [14] .
Od poloviny roku 2008 funguje projekt SDSS-III. V jejím průběhu byly provedeny čtyři průzkumy současně na jednom dalekohledu o průměru 2,5 metru [15] .
APOGEEProjekt APOGEE ( APO Galactic Evolution Experiment ) využívá infračervenou spektroskopii s vysokým rozlišením a vysoký poměr signálu k šumu k pozorování vnitřních oblastí galaxie skrytých kosmickým prachem [16] . APOGEE zkoumá asi 100 000 červených obrů. Průzkum APOGEE se zvýší o více než stonásobek počtu hvězd, pro které jsou známá vysoce přesná IR spektra (rozlišení R ~ 20000 při λ ~ 1,6 µm, Singal šum S/N ~ 100). [17] APOGEE shromažďuje data od roku 2011 do roku 2014, poprvé zveřejněno v červenci 2013.
BOSS (Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)Baryon Oscillation Spectroscopic Survey ( BOSS ) byl vytvořen ke studiu a měření rychlosti rozpínání vesmíru. [18] Studuje prostorové rozložení tzv. svítících červených galaxií (LRG [19] ) a kvasarů. Přehled umožňuje studovat nerovnoměrné rozložení hmot způsobené akustickými baryonovými oscilacemi v raném vesmíru [20] [21] .
MarvelsBěhem projektu MARVELS ( Multi-object APO Radial Velocity Exoplanet Large-area Survey ) jsou pomocí Dopplerovy spektroskopické metody studovány radiální rychlosti 11 tisíc jasných hvězd . Očekává se, že dosažená přesnost umožní detekovat mnoho exoplanet - plynných obrů s oběžnými dobami od několika hodin do dvou let. [22] Používá se dalekohled SDSS a několik nových multiobjektivních Dopplerových měřičů. [22]
Jedním z hlavních cílů projektu je sbírat statistiky o obřích planetách. Očekává se , že budou objeveny planety o hmotnosti 0,5 až 10 hmotností Jupiteru . Pro každou z 11 tisíc hvězd existuje asi 25-35 pozorování během 18měsíčního období. Očekává se, že bude objeveno 150-200 exoplanet. [22] [23] [24] Projekt byl zahájen na podzim 2008 a pokračoval až do jara 2014. [22] [25]
SEGUE-2SEGUE-2 ( Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration – z angličtiny – „Sloan extension for knowledge and exploring the galaxy“) plánuje pokračovat v úspěchu projektu SEGUE-1 (240 tisíc spekter) a získat spektra stovek tisíc hvězdy umístěné ve vzdálenostech 10 až 60 kiloparseků od Země, v oblasti hvězdného halo galaxie. [26]
Společná data průzkumů SEGUE-1 a SEGUE-2 umožňují studovat složité kinematické a chemické struktury galaktického hala a disku.
Současný projekt SDSS, SDSS-IV, byl zahájen v roce 2014 a bude probíhat do roku 2020. V jeho rámci se provádějí pokročilá kosmologická měření rané fáze kosmické historie (eBOSS), doplňuje se infračervený spektrometrický průzkum galaxie na severní a jižní polokouli (APOGEE-2) a poprvé jsou použity spektrografy získat prostorově rozlišené mapy jednotlivých galaxií (MaNGA). [27]
APO experiment galaktické evoluce (APOGEE-2)Hvězdný pohled na Mléčnou dráhu ze dvou pozic: severní polokoule v APO a jižní polokoule z 2,5 m dalekohledu du Pont v Las Campanas.
rozšířený baryonový oscilační spektroskopický průzkum (eBOSS)Rozšířený přehled baryonových oscilací, studium kvasarů a galaxií. Zahrnuje také podprogramy pro průzkum proměnných objektů (TDSS) a zdrojů rentgenového záření (SPIDERS).
Mapování blízkých galaxií v APO (MaNGA)MaNGA ( Mapping nearby Galaxies at Apache Point Observatory ) studuje detailní vnitřní strukturu 10 000 blízkých galaxií pomocí prostorově rozlišené spektroskopie.
Průzkum pokrývá více než 7 500 čtverečních stupňů galaktické severní polokoule s údaji o téměř dvou milionech objektů a spektrech více než 800 000 galaxií a 100 000 kvasarů. Informace o polohách a vzdálenostech objektů umožnily nahlédnout do rozsáhlé struktury Vesmíru.
SDSS poskytuje přístup k datům přes internet. SkyServer poskytuje sadu rozhraní pro základní Microsoft SQL Server . Spektra a obrázky jsou k dispozici pomocí rozhraní, která se snadno používají, takže například po poskytnutí nezbytných souřadnic serveru lze z dat SDSS získat plnobarevný obraz jakékoli oblasti oblohy. Data jsou dostupná pro nekomerční použití, bez možnosti záznamu. SkyServer také poskytuje řadu vzdělávacích nástrojů pro lidi všech úrovní astronomie, od studentů středních škol až po profesionální astronomy. DR8, vydaný od ledna 2011 [28] , je osmá hlavní datová verze a poskytuje obrázky, katalogy obrázků, spektra a rudé posuny prostřednictvím různých vyhledávacích rozhraní.
Nezpracovaná data (dříve zpracovaná do objektových databází) jsou dostupná také prostřednictvím jiných internetových serverů a programu NASA World Wind .
Zobrazení oblohy v aplikaci Google Earth zahrnuje data z SDSS pro ty oblasti, kde jsou taková data dostupná. Existují také KML pluginy pro SDSS fotometrii a spektroskopii vrstev [29] , které umožňují přímý přístup na SkyServer přímo z Google Sky.
S významnými vstupy od technického důstojníka Jima Graye jménem společnosti Microsoft Research ve spojení s projektem SkyServer využívá Microsoft WorldWide Telescope SDSS a řadu dalších zdrojů dat [30] .
Data SDSS také využívá projekt MilkyWay@home k vytvoření přesného 3D modelu galaxie Mléčná dráha.
Spolu s publikacemi popisujícími digitální průzkumy oblohy byla data SDSS použita ve velkém množství dalších publikací na různá astronomická témata. Webová stránka SDSS obsahuje kompletní seznam publikací o vzdálených kvasarech v pozorovatelném vesmíru [31] , rozložení galaxií, vlastnostech hvězd v naší Galaxii a také o tématech, jako je temná hmota a temná energie ve vesmíru.
30. července 2012 byla oznámena největší světová 3D mapa masivních galaxií a černých děr [32] [33] [34] .
| Astronomické katalogy | |
|---|---|
| historický |
|
| Katalogy galaxií , mlhovin a kup | |
| Hvězdné katalogy | |
| Astrometrické katalogy | |
| Katalogy exoplanet | |
| Všechny průzkumy oblohy | |
| jiný | |
| Kosmologie | |
|---|---|
| Základní pojmy a objekty | |
| Historie vesmíru | |
| Struktura vesmíru | |
| Teoretické pojmy | |
| Experimenty | |
| Portál: Astronomie | |