MaNGA-datauppsättningen kommer så småningom att innehålla mer än 10, 000 närliggande galaxer, och undersökningen är redan mer än halvvägs mot det målet. Kredit:SDSS/MaNGA-samarbete
Det senaste datasläppet från Sloan Digital Sky Survey (SDSS) inkluderar observationer som avslöjar den interna strukturen och sammansättningen av nästan 5, 000 närliggande galaxer observerade under de första tre åren av ett program som heter Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA).
MaNGA använder en teknik som kallas resolved spectroscopy för att studera galaxer i mycket större detalj än tidigare undersökningar. Spektroskopi är ett kraftfullt verktyg för astronomer, ger en mängd information genom att mäta hur mycket ljus ett föremål avger vid olika våglängder. Förr, astronomer skaffade vanligtvis bara ett spektrum för varje galax, men upplöst spektroskopi (även kallad integralfältspektroskopi) erhåller hundratals separata spektra som täcker varje plats i galaxen.
"Upplöst spektroskopi tillåter oss att dissekera en galax och studera dess inre sammansättning och rörelserna för dess stjärnor och gas, " förklarade MaNGA:s huvudutredare Kevin Bundy, en biträdande forskare vid UC Observatories och adjungerad professor i astronomi och astrofysik vid UC Santa Cruz.
"Människor har gjort upplöst spektroskopi för enskilda galaxer, men vi har aldrig haft det i tusentals galaxer, så MaNGA ger oss statistisk makt att ta itu med många viktiga frågor, sa Bundy.
MaNGA:s mål är att förstå "livshistorien" för dagens galaxer, från deras första födelse och sammankomst, genom deras pågående tillväxt via stjärnbildning och sammanslagningar, till deras död från "släckning" av stjärnbildning vid sena tidpunkter. Bundy och hans studenter vid UC Santa Cruz, till exempel, har upptäckt bevis i MaNGA-data för utflöden av het joniserad gas i "döda" galaxer, stödjer tanken att kraftfulla vindar som drivs ut från en galaxs centrala svarta hål kan stänga av stjärnbildningen. Bundys team hittar också ledtrådar till hur galaxer byggdes ihop över tid genom att studera rörelserna hos deras stjärnor och gas och genom att analysera de kemiska signaturerna hos stjärnor i olika delar av galaxer.
Marvins webbplats ger enkel tillgång till en mängd information om varje galax i MaNGA-undersökningen, inklusive kartor över nyckelfunktioner som stjärnbildning, stjärnrörelser, utsläppsledningar, och dussintals andra egenskaper som är viktiga för astronomer. Kredit:SDSS/MaNGA-samarbete
Ett av tre program i den fjärde fasen av SDSS, MaNGA kommer så småningom att studera ett representativt urval av ett tiotal, 000 närliggande galaxer. Bundy sa att undersökningen är mer än halvvägs mot det målet och på väg att nå det till 2020. Data från 4, 621 galaxer är nu allmänt tillgängliga som en del av den 15:e SDSS-datareleasen (den tredje datareleasen för SDSS-IV).
"Denna datarelease är en viktig milstolpe för oss, " sa Bundy. "MaNGA är redan den överlägset största undersökningen i sitt slag, och den här versionen innehåller både data och analysverktyg som projektet har utvecklat."
Ett kraftfullt nytt gränssnitt som heter Marvin ger tillgång till MaNGA-data och galaxkartor baserat på analyser av data. Marvin inkluderar ett brett utbud av verktyg för sökning, komma åt, och visualisera data. Marvins webbplats erbjuder enkel tillgång till en mängd information om varje galax, inklusive kartor över nyckelfunktioner som stjärnbildning, stjärnrörelser, utsläppsledningar, och dussintals andra egenskaper som är viktiga för astronomer. Kyle Westfall, en projektforskare vid UC Observatories, ledde utvecklingen av den dataanalyspipeline som producerade kartorna och andra dataprodukter som nu är offentligt tillgängliga för första gången.
En annan viktig del av denna datarelease är MaNGA Stellar Library som innehåller spektra på mer än 3, 000 stjärnor i vår galax Vintergatan. När det är klart, det kommer att innehålla 5, 000 till 6, 000 stjärnor. Forskare kan använda spektra av dessa enskilda stjärnor för att försöka rekonstruera spektrumet av en galax och därigenom ta reda på den galaxens unika blandning av olika stjärntyper.
MaNGA-undersökningen erhåller spektra över hela ytan av målgalaxer med hjälp av specialdesignade fiberbuntar. Längst ned till höger illustrerar hur arrayen av fibrer rumsligt samplar en viss galax. Uppe till höger jämför spektra observerade av två fibrer på olika platser i galaxen, visar hur spektrumet av de centrala regionerna skiljer sig dramatiskt från de yttre regionerna. Kredit:Dana Berry/SkyWorks Digital Inc., David Law, och SDSS-samarbetet
"MaNGA Stellar Library är det största biblioteket av stjärnor som någonsin sammanställts, med spektra från samma instrument som används för galaxerna, så det är ett mycket kraftfullt verktyg för att förstå naturen hos stjärnpopulationerna i dessa galaxer, sa Bundy.
MaNGA Survey Scientist Renbin Yan från University of Kentucky ledde utvecklingen av Stellar Library.
MaNGA-undersökningen använder de två BOSS-spektrograferna vid 2,5-meters Sloan Foundation-teleskopet vid Apache Point Observatory i New Mexico på ett nytt sätt. Specialdesignade "integrerade fältenheter, "var och en består av tätt packade arrayer av optiska fibrer, möjliggör mätning av spektra vid flera punkter i samma galax. MaNGA-spektra ger kontinuerlig täckning från optiska till nära-infraröda våglängder.
