Il set di dati MaNGA alla fine includerà più di 10, 000 galassie vicine, e il sondaggio è già più che a metà strada verso quell'obiettivo. Credito:collaborazione SDSS/MaNGA
L'ultima versione dei dati della Sloan Digital Sky Survey (SDSS) include osservazioni che rivelano la struttura interna e la composizione di quasi 5, 000 galassie vicine osservate durante i primi tre anni di un programma chiamato Mapping Galassie vicine all'Osservatorio di Apache Point (MaNGA).
MaNGA utilizza una tecnica chiamata spettroscopia risolta per studiare le galassie in modo molto più dettagliato rispetto alle indagini precedenti. La spettroscopia è un potente strumento per gli astronomi, ottenendo una grande quantità di informazioni misurando la quantità di luce emessa da un oggetto a diverse lunghezze d'onda. Nel passato, gli astronomi in genere acquisivano un solo spettro per ogni galassia, ma la spettroscopia risolta (chiamata anche spettroscopia di campo integrale) ottiene centinaia di spettri separati che coprono ogni posizione all'interno della galassia.
"La spettroscopia risolta ci permette di sezionare una galassia e studiarne la composizione interna e i moti delle sue stelle e del suo gas, " ha spiegato il ricercatore principale di MaNGA Kevin Bundy, ricercatore associato presso UC Observatories e professore a contratto di astronomia e astrofisica presso l'UC Santa Cruz.
"La gente ha fatto spettroscopia risolta per singole galassie, ma non l'abbiamo mai avuto per migliaia di galassie, quindi MaNGA ci dà il potere statistico per affrontare molte domande importanti, " ha detto Bundy.
L'obiettivo di MaNGA è comprendere la "storia della vita" delle galassie odierne, dalla loro nascita e assemblea iniziale, attraverso la loro continua crescita attraverso la formazione di stelle e fusioni, alla loro morte per "estinzione" della formazione stellare in tempi recenti. Bundy e i suoi studenti alla UC Santa Cruz, Per esempio, hanno scoperto prove nei dati MaNGA per deflussi di gas ionizzato caldo nelle galassie "morte", supportando l'idea che potenti venti cacciati dal buco nero centrale di una galassia possono fermare la formazione stellare. Il team di Bundy sta anche trovando indizi su come le galassie sono state assemblate nel tempo studiando i movimenti delle loro stelle e del gas e analizzando le firme chimiche delle stelle in diverse parti delle galassie.
Il sito web di Marvin offre un facile accesso a una vasta gamma di informazioni su ciascuna galassia nel sondaggio MaNGA, comprese mappe di caratteristiche chiave come la formazione stellare, moto stellare, linee di emissione, e dozzine di altre proprietà importanti per gli astronomi. Credito:collaborazione SDSS/MaNGA
Uno dei tre programmi della quarta fase di SDSS, MaNGA alla fine studierà un campione rappresentativo di circa 10, 000 galassie vicine. Bundy ha affermato che il sondaggio è più che a metà strada verso tale obiettivo e sulla buona strada per raggiungerlo entro il 2020. Dati da 4, 621 galassie sono ora disponibili pubblicamente come parte del 15° rilascio di dati SDSS (il terzo rilascio di dati per SDSS-IV).
"Questo rilascio di dati è una pietra miliare per noi, " ha detto Bundy. "MaNGA è già di gran lunga il più grande sondaggio del suo genere, e questa versione include sia i dati che gli strumenti analitici che il progetto ha sviluppato."
Una nuova e potente interfaccia chiamata Marvin fornisce l'accesso ai dati MaNGA e alle mappe galattiche basate sull'analisi dei dati. Marvin include una vasta gamma di strumenti per la ricerca, accesso, e visualizzare i dati. Il sito web di Marvin offre un facile accesso a una grande quantità di informazioni su ogni galassia, comprese mappe di caratteristiche chiave come la formazione stellare, moto stellare, linee di emissione, e dozzine di altre proprietà importanti per gli astronomi. Kyle Westfall, uno scienziato di progetto presso UC Observatories, ha guidato lo sviluppo della pipeline di analisi dei dati che ha prodotto le mappe e altri prodotti di dati ora disponibili al pubblico per la prima volta.
Un'altra parte importante di questo rilascio di dati è la libreria stellare MaNGA contenente spettri di più di 3, 000 stelle nella nostra galassia della Via Lattea. Una volta completato, includerà 5, 000 a 6, 000 stelle. I ricercatori possono utilizzare gli spettri di queste singole stelle per cercare di ricostruire lo spettro di una galassia e quindi capire il mix unico di diversi tipi di stelle di quella galassia.
L'indagine MaNGA ottiene gli spettri sull'intera superficie delle galassie bersaglio utilizzando fasci di fibre progettati su misura. In basso a destra viene illustrato come l'array di fibre campiona spazialmente una particolare galassia. In alto a destra confronta gli spettri osservati da due fibre in diverse posizioni nella galassia, mostrando come lo spettro delle regioni centrali differisca notevolmente dalle regioni esterne. Credito:Dana Berry/SkyWorks Digital Inc., Davide Legge, e la collaborazione SDSS
"La MaNGA Stellar Library è la più grande libreria di stelle mai compilata, con spettri degli stessi strumenti usati per le galassie, quindi è uno strumento molto potente per comprendere la natura delle popolazioni stellari in queste galassie, " ha detto Bundy.
Lo scienziato del sondaggio MaNGA Renbin Yan dell'Università del Kentucky ha guidato lo sviluppo della Biblioteca Stellare.
L'indagine MaNGA utilizza i due spettrografi BOSS al telescopio della Fondazione Sloan di 2,5 metri presso l'Osservatorio di Apache Point nel New Mexico in un modo nuovo. "Unità di campo integrale appositamente progettate, " ciascuno composto da stringhe fitte di fibre ottiche, consentono la misurazione degli spettri in più punti della stessa galassia. Gli spettri MaNGA forniscono una copertura continua dalle lunghezze d'onda ottiche a quelle del vicino infrarosso.
