Astronomen haben einen detaillierten Atlas von fast 400.000 Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft erstellt. Der Siena-Galaxienatlas wurde anhand von Daten der NOIRLab-Teleskope der NSF erstellt und soll der herausragende digitale Galaxienatlas für große Galaxien sein. Es ist eine Fundgrube an Informationen für Forscher, die alles von der Entstehung und Entwicklung von Galaxien bis hin zu dunkler Materie und Gravitationswellen untersuchen. Es ist auch online kostenlos verfügbar und kann von der Öffentlichkeit erkundet werden.
Diese Forschung wurde vorgestellt in ein Papier das erscheint in Die Ergänzungsreihe zum Astrophysikalischen Journal .
Astronomen haben schon lange versucht, den Nachthimmel zu kartieren, nicht nur, um unser Bild des Kosmos, in dem wir leben, zu vervollständigen, sondern auch, um weitere Forschungen zu unterstützen. Umfassende Zusammenstellungen astronomischer Objekte dienen vielen Zwecken: Sie können Wissenschaftlern dabei helfen, breite Muster in einer Population von Objekten zu erkennen, neue Entdeckungen wie vorübergehende Ereignisse in den Kontext ihrer Umgebung zu stellen und die besten Kandidaten für gezielte Beobachtungen zu identifizieren.
Diese Ressourcen müssen jedoch regelmäßig aktualisiert werden, um den kontinuierlichen technologischen Verbesserungen der Teleskope Rechnung zu tragen. Jetzt wurde ein neuer Atlas veröffentlicht, der detaillierte Informationen zu über 380.000 Galaxien mit einer höheren Genauigkeit als je zuvor enthält und ein Segen für die zukünftige astronomische Forschung verspricht.
Der Siena Galaxy Atlas (SGA)ist eine Zusammenstellung von Daten aus drei Umfragen, die zwischen 2014 und 2017 durchgeführt wurden und als DESI Legacy Surveys bekannt sind. Sie wurden durchgeführt, um Galaxienziele für die DESI-Durchmusterung (Dark Energy Spectroscopic Instrument) zu identifizieren. Die Daten wurden am Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) und Kitt Peak National Observatory (KPNO), beides Programme des NOIRLab der NSF, sowie am Steward Observatory der University of Arizona gesammelt.
Schwenk auf die Galaxien NGC 520 und IC 4212, beide aus dem Siena Galaxy Atlas. Bildnachweis: CTIO / NOIRLab / DOE / NSF / AURA / N. Bartmann; Bildverarbeitung: TA-Rektor (University of Alaska Anchorage/NSFs NOIRLab) und M. Zamani (NSFs NOIRLab); PI: J. Moustakas; Musik: Zero-Projekt, „Still Breathing“
Bei den DESI Legacy Surveys kamen hochmoderne Instrumente an von NOIRLab betriebenen Teleskopen zum Einsatz: der Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS), durchgeführt mit der vom DOE gebauten Dark Energy Camera (DECam) auf dem Víctor M. Blanco 4- Meter-Teleskop am CTIO in Chile; der Mayall Z-Band Legacy Survey (MzLS) mit der Mosaik3-Kamera am Nicholas U. Mayall 4-Meter-Teleskop am KPNO; und der Beijing-Arizona Sky Survey (BASS) mit der 90Prime-Kamera am Bok 2,3-Meter-Teleskop, das vom Steward Observatory betrieben und am KPNO gehostet wird.
Die DESI Legacy Imaging Surveys-Daten sowie eine abfragbare Kopie des vollständigen Siena Galaxy Atlas werden der astronomischen Gemeinschaft über die Wissenschaftsplattform Astro Data Lab und das Astro Data Archive im Community Science and Data Center (CSDC) von NOIRLab bereitgestellt. Die SGA enthält zusätzliche Daten aus einer Durchmusterung des Wide-Field-Infrared Survey Explorer (WISE)-Satelliten der NASA, die von Aaron Meisner, einem Astronomen am NOIRLab, erneut verarbeitet wurden.
Bei diesen Durchmusterungen wurden Bilder im optischen und infraroten Wellenlängenbereich aufgenommen, um eine Gesamtfläche von 20.000 Quadratgrad zu kartieren – fast die Hälfte des Nachthimmels, was sie zu einer der größten Galaxiendurchmusterungen macht. Durch die Zusammenführung dieser Fülle an Informationen an einem Ort bietet die SGA präzise Daten über die Standorte, Formen und Größen Hunderttausender relativ naher großer Galaxien. Neben der schieren Anzahl der aufgezeichneten Objekte erreichen auch die Daten im SGA ein neues Maß an Genauigkeit und es ist die erste Ressource dieser Art, die Daten über die Lichtprofile der Galaxien liefert.
„Große Galaxien in der Nähe sind wichtig, weil wir sie detaillierter untersuchen können als alle anderen Galaxien im Universum; sie sind unsere kosmischen Nachbarn“, bemerkt John Moustakas, Professor für Physik am Siena College und SGA-Projektleiter. „Sie sind nicht nur auffallend schön, sondern sie sind auch der Schlüssel zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Galaxien, einschließlich unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße.“
Die SGA baut auf mehreren Jahrhunderten Bemühungen zur Kartierung des Nachthimmels auf. Der ikonische „Catalogue des Nébuleuses et des Amas d’Étoiles“ (Katalog der Nebel und Sternhaufen), der 1774 vom französischen Astronomen Charles Messier veröffentlicht wurde, war ein wichtiger Meilenstein, ebenso wie der „Neue Gesamtkatalog der Nebel und Sternhaufen“ ( NGC)“, veröffentlicht 1888 von John Louis Emil Dreyer.
In jüngerer Zeit, im Jahr 1991, stellten Astronomen den „Dritten Referenzkatalog heller Galaxien (RC3)“ zusammen. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden mehrere weitere wertvolle Galaxienatlanten veröffentlicht, die meisten basieren jedoch auf den Fotoplattenmessungen im RC3 oder es fehlen erhebliche Mengen an Galaxien. Da die SGA digitale Bilder verwendet, die mit hochempfindlichen Instrumenten aufgenommen wurden, stellt sie eine erhebliche Verbesserung sowohl der Datenqualität als auch der Vollständigkeit dar.
Arjun Dey, ein NOIRLab-Astronom, der an dem Projekt beteiligt war, erklärt: „Frühere Galaxienzusammenstellungen waren mit falschen Positionen, Größen und Formen von Galaxien behaftet und enthielten auch Einträge, bei denen es sich nicht um Galaxien, sondern um Sterne oder Artefakte handelte. Die SGA bereinigt all dies.“ für einen großen Teil des Himmels. Es liefert auch die besten Helligkeitsmessungen für Galaxien, etwas, das wir für eine Stichprobe dieser Größe noch nicht zuverlässig hatten.“
Diese vielseitige Ressource wird den Fortschritt in zahlreichen Bereichen der Astronomie und Astrophysik vorantreiben, indem sie Wissenschaftlern dabei hilft, die besten Galaxienproben für eine gezielte Beobachtung zu finden. Beispielsweise wird die SGA die Erforschung der Unterschiede in den Mustern der Sternentstehung in verschiedenen Galaxien, der physikalischen Prozesse, die den vielfältigen Morphologien der Galaxien zugrunde liegen, und der Frage, wie die Verteilung der Galaxien mit der Verteilung der Dunklen Materie im Universum zusammenhängt, vorantreiben. Indem die SGA als Karte fungiert, wird sie Astronomen auch dabei helfen, die Quellen vorübergehender Signale wie Gravitationswellen zu lokalisieren und die Ereignisse zu verstehen, die sie hervorrufen.
„Der SGA wird der herausragende digitale Galaxienatlas für große Galaxien sein“, sagt Dey.
Er weist jedoch darauf hin, dass die SGA nicht nur für akademische Forscher gedacht ist; Es ist für jeden, der unsere Ecke des Universums besser kennenlernen möchte, kostenlos online verfügbar und fügt hinzu: „Zusätzlich zu seinem wissenschaftlichen Nutzen enthält es viele Bilder wunderschöner Galaxien.“
„Die öffentliche Veröffentlichung dieser spektakulären Daten, die im Atlas enthalten sind, wird einen echten Einfluss nicht nur auf die astronomische Forschung haben, sondern auch auf die Fähigkeit der Öffentlichkeit, relativ nahegelegene Galaxien zu sehen und zu identifizieren“, sagt Chris Davis, NSF-Programmdirektor für NOIRLab. „Besonders engagierte Amateurastronomen werden dies als Anlaufstelle lieben, um mehr über einige der von ihnen beobachteten Himmelsziele zu erfahren.“
Mehr Informationen:
John Moustakas et al., Siena Galaxy Atlas 2020, Die Ergänzungsreihe zum Astrophysikalischen Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4365/acfaa2