Sloan Digital Sky Survey является наиболее перспективным среди когда-либо предпринимаемых астрономических исследований. Это исследование подробно отображает одну четверть небесной сферы, определяя позиции и яркость сотен миллионов небесных объектов, а также измеряет расстояниям до более, чем миллиона галактик и квазаров.

SDSS рассматривает увлекательные, фундаментальные вопросы о Вселенной. С такой съемкой астрономы смогут увидеть крупномасштабные образы галактик, перемещаясь по всей Вселенной. У ученых есть много идей о том, как развивалась Вселенная. Разные образцы структуры указывают на различные теории. Sloan Digital Sky Survey покажет, какие из теорий верны или же мы должны искать полностью новые идеи.
Распределение Вселенной

Получение карт является основой для постепенного расширения человеческих знаний. Последнее десятилетие произошел взрыв в масштабе и разнообразии картографических данных, особенно в области генетики, океанографии, неврологии и поверхностной физики, применяющих мощность компьютеров для фиксирования и понимания новых полей деятельности человека. Способность записывать и усваивать огромные количества данных в короткие промежутки времени приводят к изменению лица науки. Sloan Digital Sky Survey перенесет современные достижения разносторонней картографии на космографию - науку распределения и понимания Вселенной.

SDSS создает самую большую карту в истории человека. Она предоставит нам трехмерное изображение Вселенной в сто раз шире, чем изучено по сей день. SDSS Также запишет расстояния до 100,000 квазаров - наиболее отдаленных замеченых объектов, давая нам беспрецедентный шанс узнать больше о распределении материи до краев видимой Вселенной. SDSS впервые дает возможность получить обзор широкой области неба, используя электронные фотоэлементы, которые позволяют получить образы в значительной степени более точные, чем те, что были сделаны в более ранних исследованиях, которые делались на металлических фотографических пластинах. Результаты SDSS пригодны для научного общества и широкой публики, как изображения и как точные каталоги всех когда-либо обнаруживаемых объектов. К концу съемки, общее количество собранной информации, около 15 терабайтов (триллион байтов), будет сопоставимо с количество информации во всех книгах Библиотеки Конгресса.

Систематически наблюдая большую часть неба, SDSS будет иметь значимое влияние на разнообразные астрономические исследования, такие как крупномасштабная структура Вселенной, начало и эволюция галактик, соотношение между темной и светлой материей, структура Млечного Пути, и свойства и распределение пыли, из которой были созданы звезды, подобно нашему Солнцу. SDSS будет новой контрольной точкой, справочником по Вселенной, который будет использоваться учеными в течение десятилетий.

Наука SDSS

Сегодня Вселенная усыпана галактиками, которые находятся в практически безвоздушном пространстве. Подобно мыльным пузырям в раковине, они формируются в плотные сгуски, между которыми - пустота. Наша наилучшая модель начала развития Вселенной, Большой Взрыв, предоставляет изображение Вселенной как горячий, однородный суп из элементарных частиц. В промежутке времени между началом развития Вселенной и сегодняшним днем гравитация собрала материю в области с высокой плотностью, между которыми - пустота. Что стимулировало такой переход от хаоса к структуре? Понимание истоков структуры, которую мы видим во Вселенной сегодня – это то, что перестроит всю космическую историю.

Понимание распределения материи во Вселенной затруднено, поскольку светящиеся звезды и галактики, которые мы видим - только лишь малая часть всего существующего. Более, чем 90% материи во Вселенной не выделяет свет. Природа, количество и распределение этой “темной материи” – один из наиболее важных вопросов в астрофизике. Как влияет темная материя на видимые структуры? Возможно, мы можем использовать распределение позиций и движения галактик с тем, чтобы восстановить распределение масс, и из этого найти ключ к темной материи.

Карта Вселенной

Одна из проблем в изучении Вселенной - получить достаточно информации для того, чтобы сделать изображение. Астрономы разработали Sloan Digital Sky Survey, чтобы разрешить эту проблему вот таким образом: SDSS собирает достаточно точные данные в достаточно большом количестве, чтобы ответить на большое разнообразие астрономических вопросов.

SDSS получает изображения с высоким разрешением одной четверти небесной сферы в пяти цветах. С этих изображений специальное программное обеспечение обработки изображений измеряет форму, яркость и цвет сотен миллионов астрономических объектов, включая звезды, галактики, квазары и различные другие небесные тела. Выбранные галактики, квазары, и звезды наблюдаются с использованием инструмента под названием спектрограф, чтобы определять точные расстояния до миллиона галактик и 100,000 квазаров и чтобы предоставить массу информации о конкретных объектах. Эти данные дают астрономическому обществу одну из наиболее необходимых вещей: исчерпывающий каталог изученной части Вселенной. Карта SDSS покажет, насколько велики самые крупные структуры в нашей Вселенной и то, как они выглядят. Это поможет нам понять механизмы, которые преобразовывали хаос “супа” в пенистую сеть галактик.

Межгалактическая перепись населения

Бюро по переписи населения США собирает статистическую информацию о том, как много людей живут в США, где они живут, их расы, их семейный доход и другие характеристики. Перепись населения является первичным источником информации для людей, пытающихся изучить страну. Sloan Digital Sky Survey проводит своего рода небесную перепись населения, собирающую сведения о том, как много галактик и квазаров содержит Вселенная, их положение, индивидуальные свойства, их яркость. Астрономы использует эту информацию, чтобы изучать такие вопросы как, например, почему плоские спиральные галактики обнаружены в менее плотных областях Вселенной чем эллиптические галактики, или как квазары изменялись втечение истории Вселенной.

SDSS также собирает информацию о Млечном Пути, и даже о нашей собственной Солнечной системе. Крупномасштабный четкий снимок телескопа SDSS покажет сколько звезд, галактик, как много астероидов в нашей Солнечной системе, а также количество квазаров во Вселенной. Эти знания помогут нам понять, как звезды располагаются в нашей галактике, и где астероиды вписываются в историю нашей Солнечной системы.

Иглы в стоге сена, маяки в тумане

Редкие объекты интересны с научной точки зрения. Просматривая несколько сот миллионов объектов, увиденных SDSS, ученые способны создать целые каталоги наиболее отдаленных квазаров, редких звезд и наиболее необычных галактик. Самые необычные объекты каталога почти в сотни раз более редкие, чем уже известные редкие объекты.

Например, звезды, имеющие мало металла, в частности, железа в своем химическом составе, самые старые во Млечном Пути. Следовательно, они могут сообщить нам об образовании своей галактики. Но такие звезды чрезвычайно редки, и только крупномасштабная съемка неба может выявить их достаточное количество для того, чтобы сформировать когерентное изображение.

Поскольку квазары так далеки, они могут послужить в качестве образцов для исследования межгалактической материи во всей видимой Вселенной. В частности, астрономы могут идентифицировать и изучать галактики по тому, как они поглощают определенные длины волн света, излучаемого квазарами, расположенными за ними. Используя излучение квазаров, SDSS обнаруживает десятки тысяч галактик на начальной стадии. Эти галактики обычно слишком слабы и слишком рассеянные для того, чтобы определить их собственный свет, даже для самого большого телескопа. Исследование квазаров также позволит изучать эволюцию химического состава Вселенной.

Телескоп как машина времени

Телескоп позволяет нам смотреть не только в пространство, но также и во время. Допустим, что где-то на планете на расстоянии в 20 световых лет, обитают существа, наделенные интеллектом. Представьте, что эти существа получают телевизионную передачу от Земли. Они получат информацию о событиях, происходящих 20 лет назад на Земле, например, новости, рассказывающие о переизбирании Рональда Рейгана (1984), они увидят на 20 лет позже (2004).

Скорость света чрезвычайно высока, но и Вселенная всеже очень велика. Астрономы рассматривают квазары настолько далекие, что необходимы миллиарды световых лет для того, чтобы свет, который они излучают, достиг нас. Когда мы смотрим на галактики или квазары, которые находятся на расстоянии миллиарда световых лет от нас, мы видим их такими, какими они были миллиарды лет тому назад..

Смотря на галактики и квазары с разных расстояний, астрономы могут видеть как их свойства изменялись со временем. SDSS измеряет расположение соседних галактик, доступных для астрономов, для того, чтобы сравнивать их с более удаленными галактиками, открытыми новыми инструментами, подобно Космическому Телескопу Хаббл и Телескопу Кек. Поскольку квазары очень яркие, SDSS позволит изучать их эволюцию на протяжении более 90 процентов истории Вселенной.

Красное смещение: мера расстояния и времени

Вселенная расширяется подобно буханке хлеба с изюмом, поднимающегося в печи. Выберите любой изюм и представляйте себе, что это - наша галактика Млечный Путь. Если Вы находитесь в этом изюме, тогда независимо от того, как Вы смотрите на буханку, по мере того, как хлеб растет, перемещение остальных изюминок происходит от из Вас. Чем дальше другая изюминка находится от Вас, тем быстрее она удаляется. Точно так же, все другие галактики перемещаются прочь от нашей по мере того, как Вселенная расширяется. И поскольку Вселенная расширяется равномерно, то чем дальше галактика от Земли, тем быстрее она удаляется от нас.

Свет, излучающийся от этих удаляющихся объектов, смещается по отношению к красному участку спектра электромагнитных волн почти так же, как изменяется звук свистка поезда, когда поезд уезжает или приближается к станции. Чем быстрее удаляющийся объект перемещается, тем больше сдвиг. Астрономы измеряют сумму красного смещения в спектре галактики, чтобы вычислять как далеко объект находится от нас.

С помощью измерения красного смещения для миллионов галактик, Sloan Digital Sky Survey обеспечивает трехмерное изображение нашей области Вселенной.

По информации сайта saturn.wdcb.ru