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MaNGA团队发布了有史以来最大的附近星系的3D地图集

天文学与空间 2023-01-13 09:47:30

作者:加州大学圣克鲁斯分校的乔丹·拉迪克 MaNGA使用一种新发明的纤维束技术测量同一星系中多个点的光谱

这张图片展示了斯隆基金会望远镜和左边纤维束顶端的特写,而右下角则展示了每根纤维如何观察每个星系的不同部分

右上图显示了由两根纤维观察银河系两个不同部分收集的数据,显示了中心区域的光谱与外部区域的光谱有多么大的不同

信用:达纳贝里/天工数码,大卫劳,SDSS合作 就在一个多月前,来自斯隆数字天空调查(SDSS)的科学家发布了由阿帕奇点天文台(MaNGA)绘制邻近星系图项目观测到的10,000个星系的完整数据集,使MaNGA成为同类星系调查中规模最大的一次

加州大学圣克鲁斯分校天文学和天体物理学助理教授凯文·邦迪是MaNGA的首席研究员

邦迪说:“用MaNGA观测如此大的样本,可以让我们看到星系详细的内部属性是如何与其他因素以系统的方式发生变化的,比如星系质量或星系在宇宙中的位置。”

“这些模式是理解塑造星系演化的物理过程的关键

" MaNGA是一种特殊的星系调查,使用一种创新的光纤捆绑技术来制作成千上万个附近星系的详细光谱图

光谱是显示星系在不同波长发出的光量的图表,就像彩虹显示不同颜色的阳光量一样

大多数以前的星系调查要么用一种或少数几种颜色拍摄了详细的图像,要么只测量了整个星系的单一光谱,但漫画的工作方式不同

通过将光纤电缆捆绑成紧密排列的六边形阵列,研究小组测量了每个星系中数十到数百个独立点的光谱,从而形成了一个包含每个点全部光谱信息的“数据立方体”

MaNGA能够一次观测17个星系,而类似的调查一次只能观测一个星系

以这种模式观察了六年,创造了有史以来最大的样本量

研究人员研究每个数据立方体,以揭示其星系的详细化学成分;找到其中恒星的年龄、化学组成和运动;绘制电离星际气体地图

漫画为每个星系制作了30多张不同的地图

这些地图可以用于许多不同的应用,例如,估计银河系每个位置正在形成多少小恒星,或者寻找中央超大质量黑洞的影响

MaNGA用这些详细的信息极大地增加了星系的数量,一个姐妹项目,MaNGA恒星图书馆(MaStar)帮助了它

星系是由恒星组成的,所以详细了解它们需要一个详细的恒星光谱库

在漫画完全发布的同时,SDSS科学家宣布MaStar的完成,MaStar利用漫画仪器上未使用的时间来观察24,000多颗恒星,使科学家能够更准确地从漫画数据中提取信息

MaStar项目的负责人、香港中文大学的严解释说:“MaStar是一种特殊的库,它包含了尽可能多类型恒星的光谱

利用这些数据,我们可以计算出每种类型的恒星加起来有多少,构成了一个曼加星系的许多光谱中的每一个,并重建了该星系宇宙历史中恒星形成时间和地点的最准确视图

" 例如,漫画数据已经被用来制作电影,展示小恒星形成的位置是如何通过旋臂和星系中的其他特征移动的

对于计算机来说,识别哪个光谱来自哪个内部结构是很棘手的,但是在公民科学家的帮助下,MaNGA团队已经能够做到这一点,在这个版本中提供了显示结构位置的地图

星系的运动学可以揭示以前未知的星系相互作用

所有这些漫画数据都已公开,SDSS团队还创建了一个名为“马文”的特别设计的工具来帮助访问数据

Marvin允许任何人在一个易于使用的web界面中快速查看每个星系的数据,并且还提供了一组强大的python模块,任何熟悉编码的人都可以访问和可视化这些复杂的数据

马文的主要开发者之一、太空望远镜科学研究所的布莱恩·切林卡解释说,“马文被专门设计用来访问复杂的漫画书数据,并帮助研究人员避免数据可视化和访问中的一些常见陷阱

" 利用MaNGA数据和马文早期版本,科学家已经发现了许多关于星系的新东西,已经有500多篇论文利用这些数据发表了

例如,MaNGA团队成员发现了一类新的星系,被称为红色间歇泉,其中电离气体MaNGA地图中显示的超大质量黑洞的外流阻止了新恒星的形成

令科学家惊讶的是,这种情况甚至在最小的星系中也会发生

公开和获取MaNGA数据将推动未来几年的科学分析,并将MaNGA数据的全部力量交到任何想要使用它的人手中

st大学的Anne-Marie Weijmans说:“对我们来说,重要的是这些数据不仅是可用的,而且是可访问的,这样任何对星系感兴趣的人都可以将MaNGA数据用于他们的研究、教育,或者只是为了好玩,可以探索立方体、光谱和地图,以了解更多关于这些星系的信息。”

安德鲁斯是SDSS团队中负责数据发布的负责人

“你不需要成为一名银河专家就能处理MaNGA数据:我们的网站上有许多教程来帮助你入门

" 为MaNGA开发的仪器创新将会影响到未来

下一代SDSS (SDSS-V)正在扩展为MaNGA开发的新型纤维包装方法,为其本地体积映射程序构建更大的纤维束

这项调查也将研究气体和新形成的恒星,但是是在离家更近的环境中——我们自己的银河系和它附近较小的邻居

通过将这些数据与MaNGA从成千上万个更遥远的星系中学到的知识相结合,天文学家将对气体和恒星如何在星系的一生中共存和相互作用有更深入的了解

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