Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması

Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması ya da SDSS, New Mexico Apache Point Gözlemevi, Amerika Birleşik Devletleri’nde, 2,5 metre, geniş açılı optik teleskop kullanılarak yapılan çok filtreli görüntüleme ve spektroskopik kızıla kayma araştırmasıdır. Proje adını projeye önemli bir bağış yapan Alfred P. Sloan Kuruluşu’ndan almıştır.

2000 yılında başlayan veri toplama sürecinde nihai görüntüleme verileri 500 milyon civarında cismin fotometrik gözlemi ve 1 milyondan fazla cismin spektrumu ile gökyüzünün %35’ten fazlasını kapsamaktadır. Asıl örnek gezegenin z=0,1’in orta redshift’ine sahiptir; parlak kırmızı galaksiler için z=0,7 olduğu sürece redshift vardır ve z=5 olduğu sürece kuasarlar da vardır; ve z=6’nın ilerisindeki redshiftlerdeki kuasarları gözlemlemek için görüntüleme anketlerde katıldılar.

Ocak 2011’de yayınlanan 8. veri sürümü (DR8) SDSS görüntüleme kamerasıyla yapılan gökyüzünün 14.555 kare derecesini (tam gökyüzünün %35’ini biraz aşkın) kapsayan bütün fotometrik gözlemleri içermektedir. 31 Temmuz 2012 tarihinde yayınlanan 9. veri sürümü Baryon Salınım Spektroskopik Araştırması’ndan (BOSS) gelen 800.000 den fazla yeni spektrum içeren ilk sonuçları kapsamaktadır. Bunların içinde 500.000'den fazla spektrum evrende 7 milyar yıl önce (neredeyse dünyanın yarı yaşı) var olan nesnelere aittir. 31 Temmuz 2013 tarihinde halka açıklanan 10. veri sürümü (DR10) önceki sürümlerde yayınlanan tüm verileri ve APO Galaktik Evrim Deneyi (APOGEE) spektrografından gelen, Samanyolu Galaksisi’nin yıldızlarının 57.000'den fazla yüksek çözünürlüklü (kızılötesi) spektrumunu içeren verileri kapsamaktadır. Ayrıca DR10 verileri uzak evrendeki galaksilerin ve kuasarların 670.000'den fazla yeni BOSS spektrumunu içermektedir.

SDSS 2.5 metre, geniş açılı özel bir teleskop kullanır ve görüntüleri u, g, r, i ve z olarak adlandırılan beş filtrenin fotometrik sistemini kullanarak kaydeder. Bu görüntüler gözlenen nesnelerin ve çeşitli parametrelerin listesini yapmak için kullanılır. Örneğin nesnelerin noktasal ya da geniş (bir galaksi gibi) görünüp görünmediğini ve çeşitli astronomik büyüklüklerle ilişkili CDDler üzerindeki parlaklıklarını listeler.

SDSS teleskopu, teleskopu sabit tutan ve dünyanın dönüşü sayesinde gökyüzünden küçük şeritler kaydeden kayma tarama tekniği kullanır. Yıldızların odak düzlemindeki görüntüleri paletli teleskoplar gibi sabit kalmak yerine CCD çipi üzerinde sürüklenir. Bu yöntem, hassasiyeti teleskop izleme hatalarından etkilenmemekle birlikte mümkün olan en geniş alanda tutarlı gök ölçümlerine olanak verir. Dezavantajları ise küçük bozulma etkileri ve CCDnin eş zamanlı yazılması ve okunması zorunluluğudur.

Teleskobun kamerası her biri 2048x2048 piksel, toplamda yaklaşık 120 mega piksel çözünürlüklü otuz CCD çipinden oluşur. Çipler içinde altı çip bulunan beş sıra şeklinde düzenlenmiştir. Her satırın farklı optiksel filtresi vardır ve ortalama dalga boyları şöyledir; 355,1, 468,6, 616,5, 748,1 ve 893,1 nm, tipik görme bütünlüğü ise %95’tir, büyüklük olarak 22,0, 22,2, 22,2, 21.,3 ve 20,5, sırası ile u, g, r, i, z dir. Filtreler kameraya r, i, u, z, g sırasında yerleştirilmiştir. Sesi azaltmak için kamera sıvı azotla 190 kelvine (yaklaşık -80 °C ye) soğutulur. Bu foto metrik veriler kullanılarak yıldızlar, galaksiler ve kuasarlar da spektroskopi için seçilir. Spektrograf alüminyum bir plaka içinde açılan bir delikten her hedef için bağımsız bir optik fiber besleme ile çalışır. Her delik seçili bir hedef için özel konumlandırılmıştır, bu nedenle içerisinde spektrumların elde edildiği her alan için özel bir levha gerekir. Teleskopa bağlı orijinal spektrograf anlık 640 spektrum kaydedebilirken, SDSS III için son güncellenen spektrograf tek seferde 1000 spektrum kaydedebilmektedir. Spektrumları kaydetmek için her gece boyunca tipik olarak altı ile dokuz levha arsında levha kullanılır. Teleskop her gece 200 GB civarında veri üretir.

Operasyonların 2000-2005'teki ilk aşamaları boyunca SDSS beş optik bant geçişiyle gökyüzünün 8000 kare dercesinden fazlasını görüntülemiş, bunların 5700ünden de galaksilerin ve kuasarların spektrumlarını elde etmiştir. SDSS ayrıca güney galaktik cap 300 kare derecelik şeritinin tekrarlanan (yaklaşık 30 tarama) görüntüsünü elde etmiştir.

2005'te Samanyolu’nun yapısını ve yıldız oluşumlarını keşfetmek üzere gözlemler genişletilerek SDSS-ll adıyla yeni bir araştırma başlatıldı, SEGUE ve Sloan Süpernova Araştırması, uzak olan nesnelerin uzaklığını ölçmek için süpernova la olaylarını gözlemlerler.

Araştırma Kuzey Galaktik cap ın 7500 kare derecesinden fazlasını, yaklaşık 2 milyon nesneden gelen verileri, 800,000'den fazla galaksinin ve 100,000'den fazla kuasarın spektrumlarını kapsamaktadır. Nesnelerin konumu ve mesafeleri hakkındaki bilgiler boşlukları ve filamentleriyle Evren’in yapısının büyük ölçüde keşfedilmesine imkân sağlamıştır. Hemen hemen bütün veriler SDSS-l ile elde edilmiş fakat küçük bir kısmı SDSS-ll ile tamamlanmıştır.

Saman yolu galaksisinin daha detaylı üç boyutlu haritasını oluşturabilmek için, Galaktik Anlama ve Keşifin Sloan uzatması 240.000 yıldızın spekturumunu elde etti(tipik radyal 10 km / s hız ile). SEGUE yaş için kanıt olan datalar sağlar, kompozisyon ve faz uzayı çeşitli galaktik bileşenlerin içindeki yıldızların dağılımlarıyla, yapıyı anlaşılması için önemli ipuçları temin ederler, galaksimizin oluşumunu ve evrimini.

2007 yılının sonuna doğru, Süpernova İncelemesi la süpernovae çeşitlerini araştırdı. Bu inceleme 300 kare derece alanı hızla sken ederek değişken nesneleri ve süpernovae’ı belirlerler. Bu 2005’te 130 onaylı süpernovae la durumu belirlenmiştir, 2006’da ise tam 197 daha belirlenmiştir.

SDSS-III’ün Baryon Salınım Spektroskopik İnceleme (BOSS) evrenin genişleme oranını ölçmek için dizayn edilmiştir. Parlak kırmızı galaksilerin mekânsal dağılımını (LRGs) harita eder ve kuarsarların mekânsal dağılımı harita eder ve erken evrendeki baryon akustik salınımları tarafından basılan karakteristik ölçeğini tespit eder. Erken evrende ses dalgalarını yaymak, bir göletteki dalgalanmaların yayılmaları gibi, galaksiler birbirlerine göreceli olarak karakteristik bir ölçü damgalarlar. Ocak 2014’te BOSS yüzde bir doğrulu payı oranı ile evrenin ölçülerini skalasını hesapladığını açıkladı ve Haziran 2014’te de tamamlanacağı programlandı.

Multi-nesne APO Radyal Hız Exogezegeni Geniş-alanlı İnceleme (MARVELS) 11.000 parlak yıldızlı radyal hızlarını izler, hassas ve ritim birkaç saat iki yıla kadar değişen yörünge dönemine sahip gaz devi gezegenleri tespit etmek için gereklidir. Bu zemin tabanlı Doppler inceleme SDSS’nin teleskobunu ve yeni multi-nesne Doppler aletlerini radyal hızıları izlemek için kullanıcaklar. Bu SDSS-III, Sloan Digital Gökyüzü İnceleme (SDSS) bölümü tarafından yürütülen dört astronomik incelemelerinden biridir.

Bu projenin asıl amacı Büyük-ölçek oluşturmaktır, dev gezegenler istatistiksel olarak iyi tanımlanmış örneklerdir. Döndükleri yörünge dönemleri birkaç saat ve 2 yıl arasında değişmekte olan gaz gezegenlerini araştırırlar ve 0.5-10 Jüpiter kütlesi arasındadırlar. 11.000 yıldızlı toplam 18 aylık dönemde yıldızı başına 25-35 gözlemler ile analiz edilecektir. 150 ve 200 arası yeni exogezegenlerin algılanması beklenilmektedir ve nadir sistemi çalışmak mümkün olacaktır, aşırı tuhaflığı olan gezegenler gibi ve ‘’kahverengi cüce çölü’’ de olan nesneler.

Galaktik Anlayış ve Keşif için orijinal Sloan Uzatma (SEGUE-1) neredeyse 240.000 spektral tip dizili yıldızların spektrumlarını elde eder. Bu başarıya ulaşırken, SEGUE-2 spektroskopik bir şekilde neredeyse 120.000 yıldız gözlemledi, 10’dan 60 kpc’ye varan uzaklıktan, galaksinin yerindeki yıldız halosuna odaklanarak.

SEGUE-1 ve 2’yi birleştirmek kompleks bir kinematik ve kimyasal bir Galaktik halo ve disklerinin altyapılarını ortaya çıkarıyor, Galaksilerin zenginleştirilmiş ve montajlı tarihçesine temel ip uçları temin eder. Özellikle, dış haloda geç-zaman yığılma olaylarının gerçekleşmesi bekleniyor. SEGUE mevcut yıldızlar halosunun oluşumu sınırlamakta yardımcı olabilir ve sonraki nesillere galaksinin yüksek çözünürlük simülasyonlarının oluşumunu bildirir. Ek olarak, SEGUE-1 ve SEGUE-2 nadiri ortaya çıkarmakta yardımcı olurlar, kozmik yıldızların önceki jenerasyondaki oluşumlarının fosilleri olan kimyasal ilkel yıldızlardır.

Bu 240.000 yıldızlı bir spektrum ile Samanyolu'nun dış ulaşır eşleştirmek için tasarlanmış bir astronomik araştırmadır. Bu inceleme SEGUE-1’in örneğinin boyutunu ikiye katlayacaktır.

Araştırma verileri internet üzerinden ulaşılabilir hale getirir. SkyServer temel bir Microsoft SQL Sunucuna bir dizi ara yüz sağlar. Örneğin, gökyüzünün SDSS ile alınmış herhangi bir bölgesinin tam renkli görüntülerinin sadece koordinat belirterek elde edilebilmesi gibi kolaylıklar için spektrumlar ve görüntüler bu yolla ulaşılabilir durumdadır ve ara yüzler kolay kullanılabilir haldedir. Veriler yazılı izin olmaksızın sadece ticari olmayan kullanımlar için ulaşılabilir durumdadır. SkyServer aynı zamanda öğrencilerden profesyonel gök bilimcilere kadar herkesi amaçlayan bir dizi dersleri temin eder. Temmuz 2013 yılında yayımlanan onuncu önemli veri sürümü DR10, görüntüler, katalog görüntüleme, spektrumlar ve kızıla kaymalar hakkında çeşitli arama arayüzleri üzerinden bilgi verir.

Google Earth’deki gökyüzü bu tür verilerin ulaşılabilir olduğu bölgeler için SDSS’den gelen verileri içerir. Ayrıca SkyServer a Google Gökyüzünden doğrudan erişim sağlayan, SDSS fotometri ve spektroskopi katmanları için eklentiler de vardır.

SDSS Stripe 82 bölge için veri her gidiş listesi de bulunmaktadır. Teknik araştırmacı Jim Gray’in Microsoft Araştırmaları adına SkyServer projesi ile katkısının ardından Microsoft WorldWide teleskopu SDSSnin ve diğer veri kaynaklarını hizmetine girmiştir.

Anket kendisini açıklayan yayınlar ile birlikte, SDSS verileri birçok şekilde büyük alanda astronomik başlıklarda kullanılmıştır. SDSS sitesi gözlemlenebilir evrenin sınırlarına uzak kuasar kapsayan bu yayınların tam bir listesi vardır, galaksilerin dağıtımı, bizim galaksimizdeki yıldızların özellikleri ve ayrıca evrende karanlık madde ve karanlık enerji gibi konularının da vardır.