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Johns Hopkins University

Looking in all the Right Places – The SLOAN DIGITAL SKY SURVEY Extends its Reach

17. Juli 2014

Building on the past successes, the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) collaboration has launched a major new program that will expand the census of the Universe into new areas. The new survey is a collaboration of more than 200 astronomers at more than 40 institutions on four continents, and incorporates telescopes in both the Northern and Southern Hemispheres to explore the entire sky for the first time.

Over the last fourteen years, many astronomers have used SDSS data to make numerous discoveries related to the large-scale structure of the Universe, the secrets of distant Quasars, the Milky Way or even solar system objects.

"MPIA was the first European partner institute in SDSS and the only one to participate since the inception of the survey", says MPIA director Hans-Walter Rix. "The new phase of SDSS will provide a vast new database of observations that will significantly expand our understanding of the Milky Way and of the nature of the Universe at all scales".

Measuring the compositions, positions, and motions of individual stars will reveal how our Milky Way Galaxy evolved from the distant past to today. Using two telescopes in both hemispheres – the Sloan Foundation 2.5-meter Telescope in New Mexico and now also the 2.5-meter Irenee du Pont Telescope at Las Campanas Observatory in Chile – will finally provide a consistant 360-degree view of the Milky Way.

Detailed maps of thousands of near and moderate distant galaxies will be used to determine their evolution over billions of years. This will be possible with a new cutting-edge measurement device consisting of bundling sets of fiber optic cables collecting light from across the entire faces of more than 10.000 galaxies.

Furthermore, a new set of very distant galaxies and quasars will allow astronomers to precisely measure the expansion history of the universe through 80% of cosmic history, helping to improve constraints on the nature of the mysterious dark energy.

The original press release of the SDSS Consortium can be found here
(http://www.sdss.org/press/the-sdss-expands-its-reach/)


Abbildung 1: Der neue SDSS wird Dank einer neuen Technik von gebündelten Lichtleitern Spektren an mehreren Punkten der gleichen Galaxie messen. Links ist das Sloan Foundation Teleskop und eine Nahaufnahme der Spitze eines Faserbündels zu sehen. Unten rechts ist dargestellt, wie jede Faser einen anderen Bereich einer Galaxie beobachtet. Das Bild (gewonnen mit dem Hubble Weltraumteleskop) zeigt eine der ersten Galaxien, die im neuen SDSS untersucht wurde. Rechts oben sieht man das Ergebnis der Beobachtungen von zwei verschiedenen Bereichen der Galaxie mithilfe von zwei Fasern. Das Spektrum der zentralen Region unterscheidet sich deutlich von dem der Außenbereiche.
Abbildung 1: Der neue SDSS wird Dank einer neuen Technik von gebündelten Lichtleitern Spektren an mehreren Punkten der gleichen Galaxie messen. Links ist das Sloan Foundation Teleskop und eine Nahaufnahme der Spitze eines Faserbündels zu sehen. Unten rechts ist dargestellt, wie jede Faser einen anderen Bereich einer Galaxie beobachtet. Das Bild (gewonnen mit dem Hubble Weltraumteleskop) zeigt eine der ersten Galaxien, die im neuen SDSS untersucht wurde. Rechts oben sieht man das Ergebnis der Beobachtungen von zwei verschiedenen Bereichen der Galaxie mithilfe von zwei Fasern. Das Spektrum der zentralen Region unterscheidet sich deutlich von dem der Außenbereiche.
Abbildung 2: Durch die Verwendung sowohl des Sloan Foundation Teleskops am Apache Point Observatorium als auch des du Pont-Teleskops am Las Campanas-Observatorium in Chile wird SDSS-IV erhebliche Verbesserungen erreichen. Aufgrund der Ausrichtung der Erdachse relativ zur Scheibenebene unseres Milchstraßensystems wird das nördliche Teleskop einen ganz anderen Teil unserer Galaxis (blau schraffiert) beobachten können, als das südliche Teleskop (grün hinterlegt). Das südliche Teleskop ermöglicht u.a. einen hervorragenden Blick auf das galaktische Zentrum. Die verschachtelten Sphären zeigen die erreichbaren Abstände von der Sonne, die bei der Untersuchung des Milchstraßensystems möglich sind – je nach Beobachtungsstrategie und der Dichte von Sternen und des Staubes entlang der Sichtlinie. Einige Beobachtungen erreichen die innere Sphäre, während die tiefsten Messungen bis zum Rand der äußeren Sphäre gehen und damit unsere Nachbargalaxien, die Magellanschen Wolken (unterer Bildrand), einschließen.
Abbildung 2: Durch die Verwendung sowohl des Sloan Foundation Teleskops am Apache Point Observatorium als auch des du Pont-Teleskops am Las Campanas-Observatorium in Chile wird SDSS-IV erhebliche Verbesserungen erreichen. Aufgrund der Ausrichtung der Erdachse relativ zur Scheibenebene unseres Milchstraßensystems wird das nördliche Teleskop einen ganz anderen Teil unserer Galaxis (blau schraffiert) beobachten können, als das südliche Teleskop (grün hinterlegt). Das südliche Teleskop ermöglicht u.a. einen hervorragenden Blick auf das galaktische Zentrum. Die verschachtelten Sphären zeigen die erreichbaren Abstände von der Sonne, die bei der Untersuchung des Milchstraßensystems möglich sind – je nach Beobachtungsstrategie und der Dichte von Sternen und des Staubes entlang der Sichtlinie. Einige Beobachtungen erreichen die innere Sphäre, während die tiefsten Messungen bis zum Rand der äußeren Sphäre gehen und damit unsere Nachbargalaxien, die Magellanschen Wolken (unterer Bildrand), einschließen. [weniger]
Abbildung 3: Bisher hat SDSS bei der Untersuchung des Universums über mehrere Milliarden Lichtjahre den Bereich von sieben Milliarden Jahren nach dem Urknall bis heute und den Bereich zwischen zwei und drei Milliarden Jahren nach dem Urknall verstärkt untersucht. SDSS-IV wird sich auf die Kartographierung der Verteilung von Galaxien und Quasaren im Bereich von drei bis sieben Milliarden Jahren nach dem Urknall konzentrieren. Man nimmt an, dass die Dunkle Energie in diesem wichtigen Zeitraum begonnen hat, die Expansion des Universums zu beeinflussen. Bild vergrößern
Abbildung 3: Bisher hat SDSS bei der Untersuchung des Universums über mehrere Milliarden Lichtjahre den Bereich von sieben Milliarden Jahren nach dem Urknall bis heute und den Bereich zwischen zwei und drei Milliarden Jahren nach dem Urknall verstärkt untersucht. SDSS-IV wird sich auf die Kartographierung der Verteilung von Galaxien und Quasaren im Bereich von drei bis sieben Milliarden Jahren nach dem Urknall konzentrieren. Man nimmt an, dass die Dunkle Energie in diesem wichtigen Zeitraum begonnen hat, die Expansion des Universums zu beeinflussen.

Video:
Changing a cartridge, opening the enclosure, sunset, and nightly observing at the Sloan Foundation 2.5m Telescope at Apache Point Observatory, Sunspot, New Mexico.
During the night, an observer changes the cartridge to observe a new set of stars or galaxies roughly every hour. Each cartridge contains hundreds of fiber-optic cables plugged into holes in a large aluminum plate. Each fiber observes a single star or galaxy.
The "bright time" observing is during full moon, the "dark time" is before moonrise, with the moon (not the sun!) rising shortly before the end of the video. The orange glow in the background is from the city of El Paso, Texas, 90 miles to the south.
The lights briefly shining through the telescope petals before and after cartridge changes are calibration sequences. We use different light sources to check that all parts of the instrument see light the same way and to compare the observations to known standards.

Credit: John Parejko (Yale University) and the SDSS collaboration
[Video on Youtube]


About the SLOAN DIGITAL SKY SURVEY

Funding for the Sloan Digital Sky Survey IV has been provided by the Alfred P. Sloan Foundation and the Participating Institutions. SDSS-IV acknowledges support and resources from the Center for High-Performance Computing at the University of Utah. The SDSS web site is www.sdss.org.

SDSS-IV is managed by the Astrophysical Research Consortium for the Participating Institutions of the SDSS Collaboration including the Carnegie Institution for Science, Carnegie Mellon University, the Chilean Participation Group, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Instituto de Astrofisica de Canarias, The Johns Hopkins University, Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (IPMU) / University of Tokyo, Lawrence Berkeley National Laboratory, Leibniz Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA Garching), Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA Heidelberg), National Astronomical Observatory of China, New Mexico State University, New York University, The Ohio State University, Pennsylvania State University, Shanghai Astronomical Observatory, United Kingdom Participation Group, Universidad Nacional Autonoma de Mexico, University of Arizona, University of Colorado Boulder, University of Portsmouth, University of Utah, University of Washington, University of Wisconsin, Vanderbilt University, and Yale University.


Images:

Abbildung 1: Der neue SDSS wird Dank einer neuen Technik von gebündelten Lichtleitern Spektren an mehreren Punkten der gleichen Galaxie messen. Links ist das Sloan Foundation Teleskop und eine Nahaufnahme der Spitze eines Faserbündels zu sehen. Unten rechts ist dargestellt, wie jede Faser einen anderen Bereich einer Galaxie beobachtet. Das Bild (gewonnen mit dem Hubble Weltraumteleskop) zeigt eine der ersten Galaxien, die im neuen SDSS untersucht wurde. Rechts oben sieht man das Ergebnis der Beobachtungen von zwei verschiedenen Bereichen der Galaxie mithilfe von zwei Fasern. Das Spektrum der zentralen Region unterscheidet sich deutlich von dem der Außenbereiche.

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Abbildung 2: Durch die Verwendung sowohl des Sloan Foundation Teleskops am Apache Point Observatorium als auch des du Pont-Teleskops am Las Campanas-Observatorium in Chile wird SDSS-IV erhebliche Verbesserungen erreichen. Aufgrund der Ausrichtung der Erdachse relativ zur Scheibenebene unseres Milchstraßensystems wird das nördliche Teleskop einen ganz anderen Teil unserer Galaxis (blau schraffiert) beobachten können, als das südliche Teleskop (grün hinterlegt). Das südliche Teleskop ermöglicht u.a. einen hervorragenden Blick auf das galaktische Zentrum. Die verschachtelten Sphären zeigen die erreichbaren Abstände von der Sonne, die bei der Untersuchung des Milchstraßensystems möglich sind – je nach Beobachtungsstrategie und der Dichte von Sternen und des Staubes entlang der Sichtlinie. Einige Beobachtungen erreichen die innere Sphäre, während die tiefsten Messungen bis zum Rand der äußeren Sphäre gehen und damit unsere Nachbargalaxien, die Magellanschen Wolken (unterer Bildrand), einschließen.

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Abbildung 3: Bisher hat SDSS bei der Untersuchung des Universums über mehrere Milliarden Lichtjahre den Bereich von sieben Milliarden Jahren nach dem Urknall bis heute und den Bereich zwischen zwei und drei Milliarden Jahren nach dem Urknall verstärkt untersucht. SDSS-IV wird sich auf die Kartographierung der Verteilung von Galaxien und Quasaren im Bereich von drei bis sieben Milliarden Jahren nach dem Urknall konzentrieren. Man nimmt an, dass die Dunkle Energie in diesem wichtigen Zeitraum begonnen hat, die Expansion des Universums zu beeinflussen.

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