Нові дані, вміщені в Слоанівському цифровому огляді неба (Sloan Digital Sky Survey, SDSS), подають результати спостережень, які показують внутрішню структуру і склад майже 5000 сусідніх галактик. Їх спостерігали упродовж перших трьох років виконання програми під назвою «Картографування сусідніх галактик в обсерваторії Апачі Пойнт» (Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory, MaNGA).
MaNGA використовує методику під назвою розподілена спектроскопія (resolved spectroscopy) для вивчення галактик набагато докладніше, ніж попередні дослідження. Спектроскопія є потужним інструментом для астрономів. Вона дає змогу отримувати величезний обсяг інформації шляхом вимірювання кількості світла, яке випромінює об’єкт на різних довжинах хвиль. У минулому астрономи зазвичай отримували лише один спектр для кожної галактики, але розподілена спектроскопія (її також називають інтегральною спектроскопією поля, integral field spectroscopy) дає змогу отримувати сотні окремих спектрів, що охоплюють кожне місце в галактиці.
Для огляду MaNGA отримують спектри по всьому полю галактик-мішеней, використовуючи спеціально розроблені пучки волокон. Праворуч внизу показано, як масив волокон реєструє просторове зображення конкретної галактики. У верхньому правому куті наведено спектри, отримані двома волокнами в різних місцях галактики. Видно, що спектр центральних ділянок різко відрізняється від зовнішніх. Фото з сайту https://news.ucsc.edu.
«Розподілена спектроскопія дає нам змогу розсікти галактику і вивчити її внутрішню будову та рух зір і газу в ній», — пояснив головний дослідник MaNGA Кевін Банді (Kevin Bundy), асоційований дослідник в обсерваторії Каліфорнійського університету (UC Observatories) і ад’юнкт-професор астрономії і астрофізики в Каліфорнійському університеті в Санта-Круз (The Unsversity of California, Santa Cruz).
«Астрономи робили розподілену спектроскопію для окремих галактик, але ми ніколи не мали її для тисяч галактик, тому MaNGA дає нам сильну статистику для вирішення багатьох важливих питань», — сказав Банді.
Мета MaNGA полягає в тому, щоб зрозуміти «історію життя» сучасних галактик, починаючи від їхнього народження та формування, через їхнє постійне зростання внаслідок формування зір та злиття, до їхньої смерті, спричиненої «згасанням» процесу зореутворення в пізні часи. Банді та його учні в UC Santa Cruz, наприклад, виявили в даних MaNGA докази того, що в «мертвих» галактиках відбувається відтік гарячого йонізованого газу. Це відкриття підтримуючи ідею, що потужні вітри, які дмуть від центральної чорної діри галактики, можуть зупинити формування зір. Команда Банді також знаходить свідчення того, як галактики формувалися з часом, вивчаючи рухи їхніх зір і газу, а також аналізуючи хімічний вміст зір у різних частинах галактик.
MaNGA, яка є однією з трьох програм, які виконують на четвертому етапі SDSS, зрештою має вивчити репрезентативну вибірку з майже 10 000 сусідніх галактик. Банді сказав, що дослідження перетнуло половину шляху до цієї мети і має завершитися до 2020 року. Дані для 4621 галактик нині вже є у відкритому доступі як складова 15 випуску SDSS даних (третій випуск даних для SDSS-IV).
Набір даних MaNGA зрештою буде містити інформацію про понад 10 000 сусідніх галактик, і виконавці огляду вже пройшли більше половини шляху до цієї мети. Фото з сайту https://news.ucsc.edu.
«Цей реліз даних є для нас важливою віхою», — сказав Банді. «MaNGA сьогодні є найбільшим дослідженням у своєму роді, і цей випуск містить як дані, так і аналітичні інструменти, розроблені під час виконання проекту».
Новий потужний інтерфейс під назвою «Марвін» (Marvin) забезпечує доступ до даних MaNGA і мап галактик на основі аналізу цих даних. Marvin має широкий спектр інструментів для пошуку, доступу та візуалізації даних. Веб-сайт Marvin пропонує легкий доступ до великої кількості інформації про кожну галактику, зокрема мапи головних особливостей, таких як формування зір, їх рух, емісійні лінії та десятки інших властивостей, важливих для астрономів. Кайл Вестфолл (Kyle Westfall), науковий співробітник проекту в UC Observatories, очолював розробку комунікаційної лінії для аналізу даних, створивши уперше мапи та інші продукти, які тепер є у відкритому доступі.
Сайт Marvin пропонує легкий доступ до великої кількості інформації про кожну галактику в огляді MaNGA, зокрема мапи головних особливостей, таких як формування зір, їх рух, емісійні лінії та десятки інших властивостей, важливих для астрономів. Фото з сайту https://news.ucsc.edu.
Іншим важливим складником цього випуску даних MaNGA є «Зоряна бібліотека» (Stellar Library), що містить спектри понад 3000 зір у нашій галактиці Молочний Шлях. Коли її укомплектують, вона міститиме дані про 5000—6000 зір. Дослідники можуть використати спектри цих окремих зір, щоб спробувати реконструювати спектр галактики і тим самим з’ясувати унікальну фігуру галактики через унікальну суміш різних типів зір.
«Зоряна бібліотека MaNGA є найбільшою бібліотекою зір, зібраних коли-небудь, зі спектрами, отриманими з допомогою тих інструментів, які використовують для отримання спектрів галактик, тому це дуже потужний інструмент для розуміння природи зоряних популяцій у цих галактиках», — сказав Банді.
Створенням бібліотеки зір керував науковий співробітник огляду MaNGA Ренбін Ян (Renbin Yan) з Кентукського університету.
Для створення огляду MaNGA астрономи використовують новим способом два спектрографи BOSS на 2,5-метровому телескопі Фонду Слоуна в обсерваторії Апачі Пойнт в Нью-Мексико. Спеціально розроблені «інтегральні одиниці поля» (integral field units), кожна з яких складається з щільно упакованих наборів оптичних волокон, дозволяють отримувати спектри в декількох точках однієї галактики. Спектри MaNGA неперервно охоплюють ділянку від видимого до ближнього інфрачервоного діапазону електромагнітних хвиль.
За інф. з сайту https://news.ucsc.edu підготував Іван Крячко
