Sloan Digital Sky Survey

Sloan Digital Sky Survey

Der Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ist eine Durchmusterung von einem Viertel des Himmels durch Aufnahmen bei fünf Wellenlängen und nachfolgende Spektroskopie einzelner Objekte.

SDSS ist ein Gemeinschaftsprojekt von Instituten in den USA, Japan, Korea und Deutschland, die Finanzierung wurde von der Alfred P. Sloan Foundation initiiert. Mit einem eigens konstruierten Teleskop am Apache Point Observatory sollen die Positionen und Helligkeiten von mehr als 100 Millionen Himmelsobjekten vermessen werden. Mit Spektren von über einer Million Galaxien und Quasaren sollen deren Entfernungen und Eigenschaften bestimmt werden. Anders als frühere Durchmusterungen (so etwa der Two Degree Field Galaxy Redshift Survey) arbeitet SDSS ausschließlich mit elektronischen Detektoren, die im Vergleich zu Fotoplatten Linearität und erheblich höhere Empfindlichkeit aufweisen. Die Beobachtungen sind seit 1998 im Gang. Teile der Datenbasis sind inzwischen auch Astronomen außerhalb der beteiligten Institute zugänglich.

Teleskop und Beobachtungsmethode

Für den Sloan Digital Sky Survey wurde eigens ein Teleskop mit 2,5 m Hauptspiegeldurchmesser am Apache Point Observatory gebaut. Ausgestattet ist das Teleskop mit einer Kamera aus insgesamt dreißig großen CCD-Chips mit je 2048×2048 Bildelementen. Die CCDs sind in fünf Reihen von je 6 Chips angeordnet. Die fünf Reihen beobachten durch verschiedene optische Filter (u' g' r' i' z') bei Wellenlängen von etwa 354, 476, 628, 769 und 925 nm. Das zu beobachtende Himmelsgebiet wird unter Ausnutzung der Erddrehung in schmalen Streifen abgetastet. Während einer Nacht werden etwa 200 GByte Bilddaten gewonnen. Der SDSS soll ein etwa 10.000 Quadratgrad großes Gebiet am nördlichen Pol der Milchstraße beobachten. In den fünf Bändern sind dabei Objekte von 22,3, 23,3, 23,1, 22,5 und 20,8 Magnituden mit mindestens dem fünffachen des Rauschens detektierbar. Im Herbst ist dieses Gebiet unzugänglich. Stattdessen wird dann ein Streifen von 225 Quadratgrad südlich der Ebene der Milchstraße bis zu etwa 24,4, 25,3, 25,1, 24,4 und 22,9 Magnituden beobachtet.

Die Helligkeit und Form der Himmelsobjekte wird automatisch vermessen und eine erste Klassifikation nach Art und Entfernung durchgeführt.

Von ausgewählten Objekten aus der Durchmusterung werden Spektren gewonnen. Dazu wird eine Platte mit 640 an entsprechenden Positionen angebrachten Löchern in die Brennebene des Teleskops gebracht. Glasfasern transportieren das Licht der 640 Objekte von diesen Löchern zu einem Spektrographen. Während einer Nacht können etwa 6 bis 9 solche Sätze von je 640 Spektren gewonnen werden.

Ziele

SDSS überdeckt zwar nur einen Teil des Himmels, kann aber wesentlich schwächere Objekte erfassen als frühere Himmelsdurchmusterungen wie der Palomar Observatory Sky Survey. Durch genaue Photometrie in den fünf Filtern können auch Art und Rotverschiebung der Galaxien, Quasare und Sterne sofort abgeschätzt werden. Genaue Rotverschiebungen und Klassifikationen liefern die Spektren. Nähere Untersuchungen können dann gegebenenfalls von anderen Observatorien mit noch lichtstärkeren Teleskopen durchgeführt werden.

Wichtiges Ziel des SDSS ist die Kartierung der schaumartigen großräumigen Struktur des Universums, bestehend aus Galaxienhaufen, Filamenten mit geringerer Galaxiendichte und dazwischenliegenden Hohlräumen (Voids) mit sehr wenigen Galaxien.

Die vielen Spektren enthalten umfangreiche Stichproben vieler verschiedener Arten von Galaxien, aus denen sich ihre Eigenschaften mit guter statistischer Signifikanz bestimmen lassen. Mit SDSS lassen sich aber auch extrem seltene Objekte finden. Die entferntesten zurzeit (2005) bekannten Quasare mit Rotverschiebung über 6 wurden im SDSS entdeckt.

Das Verteiltes-Rechnen-Projekt MilkyWay@home nutzt außerdem die vom SDSS gewonnenen Daten zur Forschung in Informatik und Astroinformatik.

Nebenergebnisse

Die Arbeit am SDSS hat neben der großräumigen Kartierung eine Reihe weiterer - und von den Initiatoren seinerzeit nicht geplanter - Ergebnisse gebracht:

Asteroiden

Aufgrund der Aufnahmetechnik mittels schmaler Streifen in unterschiedlichen Spektralbereichen lassen sich Asteroiden anhand der Parallaxe sehr leicht erkennen und ihre Farben mit großer Genauigkeit ermitteln. Die Zahl der so vermessenen Asteroiden ist durch das SDSS-Projekt um über das 100-fache angewachsen. Dabei scheint sich die Theorie zu bestätigen, dass bestimmte Asteroiden-Familien (z. B. Vesta-, Eos-, Koronis- und Themis-Asteroiden) jeweils einen gemeinsamen Körper als Ursprung haben. Auch die Hypothese, dass die Oberfläche eines Asteroiden durch Sonnenwind und Mikrometeoriten „verwittert“, wird durch die SDSS-Messungen gestützt.

Braune Zwerge

Die Aufnahmen in zwei Infrarot-Bändern gleichzeitig mit drei weiteren Farben erlaubt es dem SDSS-Team, Braune Zwerge besonders leicht und sicher zu identifizieren. Die bisherigen Messergebnisse führten dazu, dass neben dem bislang benutzten M-Spektraltyp zwei weitere – noch kühlere – Spektraltypen definiert wurden: L und T. Objekte mit der Klassifikation L9 haben noch eine Oberflächentemperatur von etwa 1400 K, T9-Zwerge von nur noch 700 K.

Sternströme

SDSS-Daten lieferten Helligkeiten, Farben und hochpräzise Positionsangaben für Fixsterne, die über ein ausgedehntes Areal verteilt sind und gemeinsame Eigenschaften haben: sie gehören jeweils zu einem Strom von Sternen mit gemeinsamer Bewegung und Herkunft. Mit Sicherheit konnten so zahlreiche Mitglieder des ehemaligen Kugelhaufens Palomar 5 sowie der Zwerggalaxie im Schützen (Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy) identifiziert werden. Ein Strom, der sich um die gesamte Milchstraße windet, könnte von der Canis Maior-Zwerggalaxie stammen.

Zwerggalaxien der Milchstraße

Neben Sternströmen wurden mit Hilfe der Daten des SDSS seit 2005 etwa 10 Zwerggalaxien als Begleiter der Milchstraße entdeckt. Diese sind aufgrund ihrer sehr geringen Sterndichte mit herkömmlichen Methoden kaum erkennbar.

Gravitationslinsen

Unter den rund 50.000 Quasaren, die mit SDSS entdeckt wurden, befindet sich auch eine Reihe von Gravitationslinsenfällen.

Siehe auch

  • Liste astronomischer Kataloge

Weblinks

 <Lang> Commons: Sloan Digital Sky Survey – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Diese Artikel könnten dir auch gefallen



Die letzten News


05.08.2021
Exoplanet mit lediglich der halben Masse der Venus aufgespürt
Eine Gruppe von Astronomen hat mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile neue Erkenntnisse über Planeten um den nahen Stern L 98-59 gewonnen, die denen des inneren Sonnensystems ähneln.
05.08.2021
Superflares: für Exoplaneten weniger gefährlich als gedacht
Superflares, extreme Strahlungsausbrüche von Sternen, standen bisher im Verdacht, den Atmosphären und damit der Habitabilität von Exoplaneten nachhaltig zu schaden.
05.08.2021
„Spin“ einer Nanoschallwelle erstmals in Echtzeit nachgewiesen
Einem deutsch-amerikanischen Forscherteam ist es gelungen, die rollende Bewegung einer Nanoschallwelle nachzuweisen. Diese hatter der Physiker und Nobelpreisträger Lord Rayleigh 1885 vorhergesagt.
31.07.2021
Wasserdampf-Atmosphäre auf dem Jupitermond Ganymed
Internationales Team entdeckt eine Wasserdampfatmosphäre auf der sonnenzugewandten Seite des Mondes Jupiter-Mondes Ganymed. Die Beobachtungen wurden mit Hubble-Teleskop gemacht.
31.07.2021
Der Quantenkühlschrank
An der TU Wien wurde ein völlig neues Kühlkonzept erfunden. Computersimulationen zeigen, wie man Quantenfelder verwenden könnte, um Tieftemperatur-Rekorde zu brechen.
31.07.2021
Warum Bierdeckel nicht geradeaus fliegen
Wer schon einmal daran gescheitert ist, einen Bierdeckel in einen Hut zu werfen, sollte nun aufhorchen: Physiker der Universität Bonn haben herausgefunden, warum diese Aufgabe so schwierig ist.
27.07.2021
Topologie in der Biologie
Ein aus Quantensystemen bekanntes Phänomen wurde nun auch im Zusammenhang mit biologischen Systemen beschrieben: In einer neuen Studie zeigen Forscher dass der Begriff des topologischen Schutzes auch für biochemische Netzwerke gelten kann.
26.07.2021
Nadel im Heuhaufen: Planetarische Nebel in entfernten Galaxien
Mit Daten des Instruments MUSE gelang Forschern die Detektion von extrem lichtschwachen planetarischen Nebeln in weit entfernten Galaxien.
26.07.2021
Langperiodische Schwingungen der Sonne entdeckt
Ein Forschungsteam hat globale Schwingungen der Sonne mit sehr langen Perioden, vergleichbar mit der 27-tägigen Rotationsperiode der Sonne, entdeckt.
26.07.2021
Ein Stoff, zwei Flüssigkeiten: Wasser
Wasser verdankt seine besonderen Eigenschaften möglicherweise der Tatsache, dass es aus zwei verschiedenen Flüssigkeiten besteht.
26.07.2021
Ins dunkle Herz von Centaurus A
Ein internationales Forscherteam hat das Herz der nahegelegenen Radiogalaxie Centaurus A in vorher nicht erreichter Genauigkeit abgebildet.
26.07.2021
Ein möglicher neuer Indikator für die Entstehung von Exoplaneten
Ein internationales Team von Astronomen hat als erstes weltweit Isotope in der Atmosphäre eines Exoplaneten nachgewiesen.
26.07.2021
Auf dem Weg zur Supernova – tränenförmiges Sternsystem offenbart sein Schicksal
Astronomen ist die seltene Sichtung zweier Sterne gelungen, die spiralförmig ihrem Ende zusteuern, indem sie die verräterischen Zeichen eines tränenförmigen Sterns bemerkten.
26.07.2021
Quantenteilchen: Gezogen und gequetscht
Seit kurzem ist es im Labor möglich, die Bewegung schwebender Nanoteilchen in den quantenmechanischen Grundzustand zu versetzen.
26.07.2021
Ein Kristall aus Elektronen
Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht. Solche Wigner-​Kristalle wurden bereits vor fast neunzig Jahren vorhergesagt, konnten aber erst jetzt direkt in einem Halbleitermaterial beobachtet werden.
26.07.2021
Neue Erkenntnisse zur Entstehung des chaotischen Terrains auf dem Mars
Gebiete wie diese gibt es auf der Erde nicht: Sie sind durchzogen von Kratern, Rissen, Kämmen, Tälern, großen und kleinen eckigen Blöcken.
26.07.2021
Synthese unter Laserlicht
Eine Forschungsgruppe hat neue Methode zur Bildung von protoniertem Wasserstoff entdeckt. Mit starken Laserpulsen erzeugen Physiker des attoworld-Teams am Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der Ludwig-Maximilians-Universität München erstmals protonierten Wasserstoff an Nanooberflächen.
26.07.2021
Materiestraße im All lässt Galaxienhaufen wachsen
Vor einem halben Jahr meldeten Astronomen der Universität Bonn die Entdeckung eines extrem langen intergalaktischen Gasfadens mit dem Röntgenteleskop eROSITA.
26.07.2021
Kosmischer Treffpunkt für Galaxienhaufen
Was treibt Galaxien an, oder führt zu ganzen Ansammlungen von Galaxien – sogenannte Galaxienhaufen? Obwohl kosmologische Modelle und Simulationen diese Strukturen und die Rolle, die sie spielen könnten, vorausgesagt haben, ist die Bestätigung ihrer Existenz durch die Beobachtung mit dem Röntgen-Weltraumteleskop eROSITA ziemlich neu.
28.06.2021
Quantensimulation: Messung von Verschränkung vereinfacht
Forscher haben ein Verfahren entwickelt, mit dem bisher kaum zugängliche Größen in Quantensystemen messbar gemacht werden können.
28.06.2021
Exotische Supraleiter: Das Geheimnis, das keines ist
Wie reproduzierbar sind Messungen in der Festkörperphysik? Ein Forschungsteam analysierte wichtige Messungen neu. Sie fanden heraus: Ein angeblich sensationeller Effekt existiert gar nicht.
28.06.2021
Paradoxe Wellen: Gefangene Lichtteilchen auf dem Sprung
Physikern ist es gelungen, ein neuartiges Verhalten von Lichtwellen zu beobachten, bei welchem Licht durch eine neue Art von Unordnung auf kleinste Raumbereiche begrenzt wird.
28.06.2021
Isolatoren bringen Quantenbits zum Schwitzen
Schwachleitende oder nichtleitende Materialien haben Innsbrucker Physiker als wichtige Quelle für Störungen in Ionenfallen-Quantencomputern identifiziert.
23.06.2021
Fürs Rechenzentrum: bisher kompaktester Quantencomputer
Quantencomputer waren bislang Einzelanfertigungen, die ganze Forschungslabore füllten.
17.06.2021
Helligkeitseinbruch von Beteigeuze
Als der helle, orangefarbene Stern Beteigeuze im Sternbild Orion Ende 2019 und Anfang 2020 merklich dunkler wurde, war die Astronomie-Gemeinschaft verblüfft.