Milliarden von Himmelsobjekten, die bei einer gigantischen Vermessung der Milchstraße entdeckt wurden

Astronomen haben eine gigantische Vermessung der galaktischen Ebene der Milchstraße veröffentlicht. Der neue Datensatz enthält erstaunliche 3,32 Milliarden Himmelsobjekte – wohl der bisher größte derartige Katalog. Die Daten für diese beispiellose Untersuchung wurden mit der Dark Energy Camera aufgenommen, die vom US-Energieministerium am Cerro Tololo Inter-American Observatory der NSF in Chile, einem Programm von NOIRLab, gebaut wurde.

Die Milchstraße enthält Hunderte Milliarden Sterne, schimmernde Sternentstehungsregionen und hoch aufragende dunkle Staub- und Gaswolken. Die Abbildung und Katalogisierung dieser Objekte zu Studienzwecken ist eine Herkulesaufgabe, aber ein neu veröffentlichter astronomischer Datensatz, bekannt als die zweite Datenveröffentlichung der Dark Energy Camera Plane Survey (DECaPS2) enthüllt eine erstaunliche Anzahl dieser Objekte in beispielloser Detailtreue. Die DECaPS2-Umfrage, die zwei Jahre dauerte und mehr als 10 Terabyte an Daten aus 21.400 Einzelaufnahmen hervorbrachte, identifizierte etwa 3,32 Milliarden Objekte – wohl der größte derartige Katalog, der bisher erstellt wurde. Astronomen und die Öffentlichkeit können den Datensatz erkunden hier.

Diese beispiellose Sammlung wurde mit dem Instrument Dark Energy Camera (DECam) am Víctor M. Blanco 4-Meter-Teleskop am Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), einem Programm des NOIRLab der NSF, aufgenommen. CTIO ist eine Konstellation internationaler astronomischer Teleskope auf dem Cerro Tololo in Chile in einer Höhe von 2200 Metern (7200 Fuß). Der erhabene Aussichtspunkt von CTIO bietet Astronomen einen unvergleichlichen Blick auf die südliche Himmelshalbkugel, wodurch DECam die südliche galaktische Ebene so detailliert erfassen konnte.

DECaPS2 ist eine Vermessung der Ebene der Milchstraße vom südlichen Himmel aus gesehen bei optischen und nahen Infrarotwellenlängen. Die erster Datenschatz von DECaPS wurde 2017 veröffentlicht, und mit der Hinzufügung der neuen Datenveröffentlichung deckt die Vermessung nun 6,5 % des Nachthimmels ab und erstreckt sich über eine Länge von erstaunlichen 130 Grad. Auch wenn es bescheiden klingen mag, entspricht dies dem 13.000-fachen der Winkelfläche des Vollmonds.

Der DECaPS2-Datensatz steht der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung und wird vom Astro Data Lab von NOIRLab gehostet, das Teil des Community Science and Data Center ist. Interaktiver Zugriff auf die Bildgebung mit Schwenken/Zoomen innerhalb eines Webbrowsers ist unter verfügbar Legacy-Umfrage-Viewerder World-Wide-Teleskop und Aladin.

Die meisten Sterne und der Staub in der Milchstraße befinden sich in ihrer Scheibe – dem hellen Band, das sich über dieses Bild erstreckt –, in dem die Spiralarme liegen. Diese Fülle von Sternen und Staub sorgt zwar für schöne Bilder, macht es aber auch schwierig, die galaktische Ebene zu beobachten. Die dunklen Staubfäden, die sich durch dieses Bild ziehen, absorbieren Sternenlicht und blenden schwächere Sterne vollständig aus, und das Licht von diffusen Nebeln stört alle Versuche, die Helligkeit einzelner Objekte zu messen. Eine weitere Herausforderung ergibt sich aus der schieren Anzahl von Sternen, die sich im Bild überlappen können und es schwierig machen, einzelne Sterne von ihren Nachbarn zu unterscheiden.

Trotz der Herausforderungen tauchten Astronomen in die galaktische Ebene ein, um ein besseres Verständnis unserer Milchstraße zu erlangen. Durch Beobachtungen im nahen Infrarotbereich konnten sie an einem Großteil des lichtabsorbierenden Staubs vorbeischauen. Die Forscher verwendeten auch eine innovativer Datenverarbeitungsansatz, wodurch sie den Hintergrund hinter jedem Stern besser vorhersagen konnten. Dies trug dazu bei, die Auswirkungen von Nebeln und überfüllten Sternfeldern auf solch große astronomische Bilder abzuschwächen, wodurch sichergestellt wurde, dass der endgültige Katalog der verarbeiteten Daten genauer ist.

„Einer der Hauptgründe für den Erfolg von DECaPS2 ist, dass wir einfach auf eine Region mit einer außergewöhnlich hohen Dichte an Sternen zeigten und sorgfältig darauf achteten, Quellen zu identifizieren, die fast übereinander erscheinen“, sagte Andrew Saydjari, ein Doktorand bei Harvard University, Forscher am Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian, und Hauptautor der Abhandlung. „Auf diese Weise konnten wir gemessen an der Anzahl der beobachteten Objekte den bisher größten Katalog dieser Art mit einer einzigen Kamera erstellen.“

„In Kombination mit Bildern von Pan-STARRS 1DECaPS2 vervollständigt einen 360-Grad-Panoramablick auf die Scheibe der Milchstraße und erreicht zusätzlich viel schwächere Sterne“, sagte Edward Schlafly, Forscher am von AURA verwalteten Space Telescope Science Institute und Mitautor des Artikels, der DECaPS2 beschreibt und in veröffentlicht wurde Astrophysical Journal Supplement. „Mit dieser neuen Vermessung können wir die dreidimensionale Struktur der Sterne und des Staubs der Milchstraße in beispielloser Detailgenauigkeit kartieren.“

„Seit meiner Arbeit am Sloan Digital Sky Survey vor zwei Jahrzehnten habe ich nach einer Möglichkeit gesucht, bessere Messungen vor komplexen Hintergründen durchzuführen“, sagte Douglas Finkbeiner, Professor am Center for Astrophysics, Co-Autor der Veröffentlichung , und Hauptforscher hinter dem Projekt. „Diese Arbeit hat das und mehr erreicht.“

„Das ist eine ziemliche technische Meisterleistung. Stellen Sie sich ein Gruppenfoto von über drei Milliarden Menschen vor und jedes einzelne Individuum ist erkennbar“, sagt Debra Fischer, Abteilungsleiterin für astronomische Wissenschaften bei der NSF. „Astronomen werden in den kommenden Jahrzehnten über diesem detaillierten Porträt von mehr als drei Milliarden Sternen in der Milchstraße brüten. Dies ist ein fantastisches Beispiel dafür, was Partnerschaften zwischen Bundesbehörden erreichen können.“