MaNGA-dataudgivelsen inkluderer detaljerede kort over tusindvis af nærliggende galakser

Den seneste datafrigivelse fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS) inkluderer observationer, der afslører den interne struktur og sammensætning af næsten 5, 000 nærliggende galakser observeret i løbet af de første tre år af et program kaldet Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA).

MaNGA bruger en teknik kaldet resolved spectroscopy til at studere galakser meget mere detaljeret end tidligere undersøgelser. Spektroskopi er et kraftfuldt værktøj for astronomer, giver et væld af information ved at måle, hvor meget lys et objekt udsender ved forskellige bølgelængder. I fortiden, astronomer erhvervede typisk kun ét spektrum for hver galakse, men opløst spektroskopi (også kaldet integral feltspektroskopi) opnår hundredvis af separate spektre, der dækker hvert sted i galaksen.

"Opløst spektroskopi giver os mulighed for at dissekere en galakse og studere dens indre sammensætning og bevægelserne af dens stjerner og gas, " forklarede MaNGAs hovedefterforsker Kevin Bundy, en associeret forsker ved UC Observatories og adjungeret professor i astronomi og astrofysik ved UC Santa Cruz.

"Folk har lavet opløst spektroskopi for individuelle galakser, men vi har aldrig haft det i tusindvis af galakser, så MaNGA giver os den statistiske magt til at løse en masse vigtige spørgsmål, " sagde Bundy.

MaNGAs mål er at forstå "livshistorien" af nutidens galakser, fra deres første fødsel og samling, gennem deres fortsatte vækst via stjernedannelse og fusioner, til deres død fra "slukning" af stjernedannelse på sene tidspunkter. Bundy og hans studerende på UC Santa Cruz, for eksempel, har opdaget beviser i MaNGA-dataene for udstrømning af varm ioniseret gas i "døde" galakser, understøtter ideen om, at kraftige vinde drevet ud fra en galakses centrale sorte hul kan lukke stjernedannelsen ned. Bundys hold er også ved at finde spor til, hvordan galakser blev samlet over tid ved at studere bevægelserne af deres stjerner og gas og ved at analysere de kemiske signaturer af stjerner i forskellige dele af galakser.

Et af tre programmer i fjerde fase af SDSS, MaNGA vil til sidst undersøge et repræsentativt udsnit på omkring 10, 000 nærliggende galakser. Bundy sagde, at undersøgelsen er mere end halvvejs hen imod dette mål og på vej til at nå det i 2020. Data fra 4, 621 galakser er nu offentligt tilgængelige som en del af den 15. SDSS-dataudgivelse (den tredje dataudgivelse for SDSS-IV).

"Denne dataudgivelse er en stor milepæl for os, " sagde Bundy. "MaNGA er allerede langt den største undersøgelse af sin art, og denne udgivelse inkluderer både data og de analytiske værktøjer, som projektet har udviklet."

En kraftfuld ny grænseflade kaldet Marvin giver adgang til MaNGA-data og galaksekort baseret på analyser af dataene. Marvin inkluderer en bred vifte af værktøjer til søgning, adgang, og visualisering af data. Marvins websted giver nem adgang til et væld af information om hver galakse, herunder kort over nøglefunktioner såsom stjernedannelse, stjernernes bevægelse, emissionslinjer, og snesevis af andre egenskaber, der er vigtige for astronomer. Kyle Westfall, en projektforsker ved UC Observatorier, ledet udviklingen af ​​den dataanalysepipeline, der producerede kortene og andre dataprodukter, der nu er offentligt tilgængelige for første gang.

En anden vigtig del af denne datafrigivelse er MaNGA Stellar Library, der indeholder spektre på mere end 3, 000 stjerner i vores Mælkevejsgalakse. Når færdig, det vil omfatte 5, 000 til 6, 000 stjerner. Forskere kan bruge disse individuelle stjerners spektre til at forsøge at rekonstruere spektret af en galakse og derved finde ud af galaksens unikke blanding af forskellige stjernetyper.

"MaNGA Stellar Library er det største bibliotek af stjerner, der nogensinde er kompileret, med spektre fra de samme instrumenter, der bruges til galakserne, så det er et meget kraftfuldt værktøj til at forstå naturen af ​​stjernepopulationerne i disse galakser, " sagde Bundy.

MaNGA Survey Scientist Renbin Yan fra University of Kentucky ledede udviklingen af ​​Stellar Library.

MaNGA-undersøgelsen bruger de to BOSS-spektrografer ved det 2,5 meter lange Sloan Foundation-teleskop ved Apache Point Observatory i New Mexico på en ny måde. Specielt designet "integrerede feltenheder, "hver sammensat af tætpakkede arrays af optiske fibre, muliggør måling af spektre ved flere punkter i den samme galakse. MaNGA-spektrene giver kontinuerlig dækning fra optiske til nær-infrarøde bølgelængder.