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Neue astronomische Durchmusterung erfasst den gesamten Himmel

16. November 2017

Der Sloan Digital Sky Survey V (SDSS-V), die erste Durchmusterung des ganzen Himmels mit Spektren, ist mit einer Förderzusage der Alfred P. Sloan Foundation auf den Weg gebracht worden. Die Beobachtungen sollen im Jahr 2020 beginnen. Die Durchmusterung wird von Juna Kollmeier vom Carnegie Institute for Science geleitet, mit Hans-Walter Rix vom Max-Planck-Institut für Astronomie als Projektwissenschaftler. SDSS-V wird die erste Durchmusterung sein, bei der Spektren von Himmelsobjekten am gesamten Himmel aufgenommen werden – und das sogar wiederholt, um Objekte zu verstehen, die sich verändern.

<span>Symbolbild der Haupt-Forschungsgebiete von SDSS-V, von links nach rechts: Eigenschaften von Sternen, von unserer Heimatgalaxie sowie der großräumigen Struktur im Universum.</span> Bild vergrößern
Symbolbild der Haupt-Forschungsgebiete von SDSS-V, von links nach rechts: Eigenschaften von Sternen, von unserer Heimatgalaxie sowie der großräumigen Struktur im Universum. [weniger]

Die Alfred P. Sloan Foundation hat Fördergelder in Höhe von 16 Millionen Dollar für die erste spektroskopische Untersuchung zur Beobachtung und Überwachung von Objekten am gesamten Himmel zugesagt. So können die Astronomen Millionen von Objekten und ihre Veränderungen im Laufe der Zeit beobachten. Das verspricht zum einen solidere Statistik bekannter astronomischer Objekte, zum anderen auch ganz neue Entdeckungen! Mit den gewonnen Daten wird man den Ursprung von Supernovae, die Beziehung zwischen Sternen und ihren Planetensystemen, die Entstehung unserer Galaxis, und das Anwachsen schwarzer Löcher besser verstehen können.

Der erste Sloan Digital Sky Survey (SDSS) von 2000 bis 2005 revolutionierte die digitale Astronomie. Zuvor hatten die Forscher bei Studien einer bestimmten Klasse von astronomischen Objekten, etwa bestimmter Galaxientypen oder Sterne, auf höchstens einige hundert Objekte oder Beobachtungen zurückgreifen können. In der Regel handelte es sich dabei zudem um Beobachtungen mit verschiedenen Teleskopen, was erhebliche Anstrengungen erfordert, will man systematische Vergleiche und statistische Rückschlüsse vornehmen.

Große Mengen an Daten hoher Qualität

Mit dem ersten SDSS änderte sich diese Art der Forschung grundlegend. Der SDSS nutzte ein spezielles 2,5-Meter-Teleskop am Apache Point Observatory in New Mexico. Mit einer hochmodernen Kamera und einem Spektroskop wurden Galaxien und Sterne auf der Hälfte der nördlichen Hemisphäre beobachtet und katalogisiert, wobei Spektren von mehr als 700.000 astronomischen Objekten aufgenommen wurden. Damit hatten die Astronomen auf einen Schlag Zugang zu Beobachtungsdaten hoher Qualität, die unter einheitlichen Bedingungen aufgenommen wurden. Für statistische Untersuchungen standen Stichproben mit tausenden oder hunderttausenden Beobachtungen zur Verfügung! SDSS wurde anschließend noch mehrfach erweitert. Insgesamt verdanken wir den SDSS-Durchmusterungen die dreidimensionalen Positionen von mehr als einer Million Galaxien und Hunderttausenden von Quasaren und damit die tiefste Karte unseres Universums.

SDSS hat die Bewegung von mehr als einer Viertelmillion Sternen in unserer Milchstraße erfasst und damit einzigartig wertvolle Daten über die Struktur und Dynamik unserer Heimatgalaxie geliefert. Es suchte nach fernen Supernovae ebenso wie nach riesigen Planeten, die andere Sterne umkreisen.

Der SDSS war auch ein Pionier von "Open Science", von Wissenschaft, die ihre Ergebnisse allgemein zugänglich macht: Bilder, Spektren und Katalogdaten wurden sämtlich veröffentlicht und sind seither für hunderte weiterer Forschungsprojekte verschiedenster Gruppen auf der ganzen Welt genutzt worden. Insgesamt haben sich die SDSS-Durchmusterungen zu einem der einflussreichsten Projekte in der astronomischen Forschung entwickelt und Maßstäbe für die Art und Weise gesetzt, wie gute Durchmusterungen durchgeführt werden sollten.

SDSS-V: Wiederholte spektroskopische Beobachtungen des Gesamthimmels

Die neue Phase SDSS-V wird von Juna Kollmeier von der Carnegie Institution for Science geleitet. Sie wird von einem Konsortium aus 18 Institutionen unterstützt, zu dem auch das Max-Planck-Institut für Astronomie und das Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik gehören. Der SDSS-V Projektwissenschaftler ist Hans- Walter Rix, Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie.

SDSS-V wird die erste spektroskopische Untersuchung sein, die den gesamten Himmel mit Hilfe von Observatorien auf der Nord- und Südhalbkugel untersuchen wird. Zum Einsatz kommen dabei das ursprügliche SDSS-Teleskop in New Mexico und das du-Pont-Teleskop der Carnegie Institution am Las Campanas Observatory in Chile. Mit der neuen spektroskopischen Technologie werden neue Messungen möglich - einschließlich spektroskopischer Untersuchungen (Integralfeldspektroskopie ") verschiedener Regionen benachbarter Galaxien.

Besonders ist dabei, dass SDSS-V seine Beobachtungen zu verschiedenen Zeiten wiederholen und so einen rudimentären "Film" des Nachthimmels erstellen wird, der festhält, wie sich astronomische Objekte im Laufe der Zeit verändern. Solch eine großflächige Suche nach Veränderungen ist in der Astronomie derzeit noch unüblich – und verspricht damit, dass sich auf diese Art eventuell sogar neue astronomische Phänomene entdecken lassen.

Hans-Walter Rix sagt: "Durch die schnelle und wiederholte Vermessung des Himmels, wie sie bisher noch nie durch spektroskopische Untersuchungen durchgeführt wurde, wird SDSS-V nicht nur die Daten zur Beantwortung bekannter offener Fragen erheblich verbessern, sondern es kann - vielleicht noch wichtiger - auf ganz neue Gebiete der Astronomie vorstoßen."

Hintergrundinformationen

Die Finanzierung des Sloan Digital Sky Survey IV wird von der Alfred P. Sloan Foundation, dem U. S. Department of Energy Office of Science und den teilnehmenden Institutionen getragen. Weitere wichtige Unterstützung liefert das Center for High-Performance Computing an der University of Utah.

SDSS-Webseiten
Wissenschaftliche Beschreibung von SDSS-V
• SDSS-Pressemitteilung zu SDSS-V (auf Englisch)

Der SDSS wird vom Astrophysical Research Consortium for the Participating Institutions of the SDSS Collaboration durchgeführt.

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