4621個星系內部結構和組成的詳細地圖!斯隆數字巡天最新發布!

2020-12-16 博科園
博科園：本文為觀測天文學類

斯隆數字巡天(SDSS)最新發布的數據包括，在阿帕奇點天文臺(MaNGA)一個名為「繪製附近星系地圖」(Mapping nearby galaxy at Apache Point Observatory，簡稱MaNGA)的項目的頭三年裡，觀測到近5000個鄰近星系的內部結構和組成。阿帕奇點天文臺(MaNGA)使用一種被稱為分辨光譜的技術來研究星系，比以前的研究更加詳細。光譜學對天文學家來說是一個強大的工具，通過測量一個物體在不同波長發出的光的數量，可以得到豐富的信息。在過去，天文學家通常只獲取每個星系的一個光譜，但分辨光譜(也稱為積分場光譜)獲得數百個獨立的光譜，覆蓋星系中的每個位置。

博科園-科學科普：加州大學聖克魯茲分校天文和天體物理學副教授、加州大學天文臺副研究員凱文·邦迪解釋說：解析光譜學讓我們能夠解剖一個星系，研究它的內部組成及其恆星和氣體的運動。人們一直在研究單個星系的光譜分析，但我們從未對數千個星系進行過，所以阿帕奇點天文臺給了我們解決許多重要問題的統計能力。阿帕奇點天文臺的目標是了解當今星系的「生活史」，從它們最初的誕生和聚集，到它們通過恆星形成和合併的持續增長，再到它們在後期恆星形成的「熄滅」而死亡。例如，邦迪和在加州大學聖克魯斯分校的學生在數據中發現了「死」星系中熱電離氣體流出的證據，支持了從星系中心黑洞吹出的強風可以阻止恆星形成的觀點。

阿帕奇點天文臺(MaNGA)的數據集最終將包括1萬多個附近的星系，而這項調查已經朝著這個目標前進了一半多。圖片：SDSS/MaNGA collaboration邦迪的研究小組還通過研究恆星和氣體的運動，以及分析星系不同部位恆星的化學特徵，找到了星系是如何在一段時間內聚集起來的線索。阿帕奇點天文臺是SDSS第四階段的三個程序之一，它將最終研究大約10000個附近星系的代表性樣本。這項研究已經完成了一半多，有望在2020年實現這一目標。作為第15次SDSS數據發布(SDSS- iv的第三次數據發布)的一部分，來自4621個星系的數據現已公開。這次數據發布對我們來說是一個重要的裡程碑，到目前為止，已經是同類調查中規模最大的，這次發布的數據包括了該項目開發的數據和分析工具。

Marvin提供了研究中關於每個星系的豐富信息，包括恆星形成、恆星運動、發射線等關鍵特徵的地圖，以及對天文學家來說很重要的幾十種其他屬性。圖片：SDSS/MaNGA collaboration一個叫做Marvin的強大新界面提供了數據和銀河地圖的訪問，這些數據都是基於對數據的分析。Marvin包含了一系列用於搜索、訪問和可視化數據的工具。Marvin提供了關於每個星系的豐富信息，包括恆星形成、恆星運動、發射線等關鍵特徵的地圖，以及對天文學家來說很重要的幾十種其他屬性。加州大學天文臺(UC Observatories)的項目科學家凱爾韋斯特福爾(Kyle Westfall)領導了數據分析管道的開發，該管道生產的地圖和其他數據產品現在首次公開。這個數據發布的另一個重要部分是MaNGA恆星庫，它包含了我們銀河系中3000多顆恆星的光譜。

阿帕奇點天文臺研究使用定製設計的纖維束獲得目標星系整個表面的光譜。右下角顯示了纖維陣列如何在空間上對特定星系進行採樣。右上角比較了星系中不同位置的兩根纖維所觀察到的光譜，顯示了中心區域的光譜與外部區域的差異。圖片：Dana Berry/SkyWorks Digital Inc., David Law, and the SDSS collaboration

完成後，它將包括5000到6000顆恆星。研究人員可以利用這些恆星的光譜試圖重建一個星系的光譜，從而找出該星系獨特的不同恆星類型的混合。阿帕奇點天文臺恆星庫是有史以來最大的恆星庫，光譜來自於星系中使用的同一種儀器，因此它是了解這些星系中恆星種群性質的一個非常強大工具。阿帕奇點天文臺的研究以一種新穎的方式使用了新墨西哥州阿帕奇點天文臺的2.5米斯隆基金會望遠鏡上的兩個BOSS光譜儀。特別設計的「積分場單元」，每一個都由緊密排列的光纖組成，可以在同一個星系的多個點測量光譜，阿帕奇點天文臺光譜提供從光學到近紅外波長的連續覆蓋。

博科園-科學科普｜研究/來自: 加州大學聖克魯茲分校博科園-傳遞宇宙科學之美

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