上海天文台参与实施的国际合作项目SDSS-IV开始运行

[ 录入者:linq | 时间:2014-07-27 18:01:05 | 作者: | 来源:上海天文台网站 | 浏览:1607次 ]

经过三年多的准备工作,上海天文台作为正式成员单位参与的国际大规模巡天“斯隆数字化巡天第四阶段项目”(以下简称SDSS-IV)于2014年7月1日正式启动,开始为期六年的巡天观测和科学研究任务。 

斯隆数字化巡天(SDSS)是迄今为止最大规模的星系图像和光谱巡天项目,于本世纪初开始实施,14年来已完成三个阶段的巡天任务,获得了全天四分之一的光学图像和超过100万星系、类星体和恒星的光学光谱数据,产生了大量具有革命性的天文学研究成果,成为目前用户最多、产出最丰、影响最大的地面光学和红外观测设备之一。据不完全统计,至2012年底全球天文学家基于SDSS数据已发表超过5000篇科学论文,获得20万余次引用。基于前三期取得的巨大成功,SDSS于2014年7月1日进入第四阶段,将在2020年6月底结束之前使用斯隆望远镜完成三项新的大规模红移巡天,针对银河系结构、近邻星系二维性质和高红移宇宙大尺度结构等三个领域的前沿科学问题展开全面而深入的研究。SDSS-IV继承SDSS前三期的成熟设备和成功经验,具有投资少、风险低、回报高等优点,从时间上填补了SDSS和下一代大规模巡天(如DESI和Euclid)之间的空白,具有承前启后的独特作用。 

SDSS-IV项目由来自全球四大洲40个研究机构的200余位天文学家共同参与实施。上海天文台在2011年SDSS-IV酝酿之初就积极参与,多位研究员 为SDSS-IV的MaNGA巡天项目书的撰写做出了重要贡献,上海天文台因此成为全球首批受邀参与SDSS-IV的研究所,并于2012年5月正式签署合作协议,成为SDSS-IV的所级成员单位,拥有SDSS-IV所有内部数据的平等使用权。过去三年多来,上海天文台积极协助SDSS-IV各方面准备工作,多位研究人员进入到MaNGA和eBOSS巡天的核心团队,在撰写科学需求、制定巡天战略、获取选源数据等方面发挥了积极作用,为上海天文台科研人员在SDSS-IV阶段开展科研工作打下了良好的基础。目前上海天文台SDSS-IV团队由星系宇宙学中心的10位研究员(陈力、顾敏峰、郝蕾、侯金良、李成、林伟鹏、邵正义、沈俊太、沈世银、Martin Smith)和一批年轻科研骨干、博士后、学生组成,占上海天文台星系宇宙学中心研究力量的三分之二,其中侯金良研究员出任SDSS-IV顾问委员会委员,参与对SDSS-IV的监督和决策,李成研究员担任上海天文台的SDSS-IV首席科学家,负责上海天文台与SDSS-IV之间的协调、联络和科学合作。该团队研究范围涵盖SDSS-IV 所有巡天项目的科学目标,在相关领域的现有研究水平居于国内前列,并已跻身国际先进行列。团队全体研究人员将在今后六年内,抓住SDSS-IV这一难得的机遇,积极开展多个方面的研究工作,力争在新一轮国际竞争中拔得头筹、做出更多具有国际影响的优秀研究成果。 

以下是SDSS-IV合作组织面向全球公众发布的新闻稿。英文原稿由SDSS-IV新闻办公室提供,以下中文稿由左文文翻译,李成审订。 

附:SDSS-IV官方新闻稿 

    SDSS新闻发布官: 

    Jordan Raddick,约翰霍普金斯大学,SDSS-III公共信息长官,raddick@jhu.edu, 1-410-516-8889 

 科学联系人: 

      Michael Blanton,纽约大学,SDSS-IV总干事,michael.blanton@nyu.edu, 1-212-998-7770 

      Matthew Bershady,威斯康星大学,SDSS-IV项目科学家,mab@astro.wisc.edu, 1-608-265-3392 

      Jennifer Johnson,俄亥俄州立大学,SDSS-IV科学发言人, johnson.3064@osu.edu, 1-614-292-5651 

      Douglas Geisler,智利康塞普西翁大学,dgeisler@astro-udec.cl, +56 51 220 3092 

 站在最佳位置守望星空:SDSS继续探索宇宙更深处  

  斯隆数字巡天(SDSS)延续已经取得的巨大成功,又开始新的项目了,SDSS再一次将宇宙的普查范围推至前所未

   有的新区域: 

  同时使用斯隆望远镜和智利的一架望远镜,细致入微地探究整个银河系内的恒星组成和运动; 

  使用尖端测量仪器详细绘制数千个近邻星系的内部结构图,从而研究星系在数十亿年内的成长和变化历程; 

  构建新的星系和类星体样本,探索过去50亿年以来宇宙的神秘的膨胀历史。 

  这个新的巡天项目由来自四大洲超过40个机构的200多个天文学家合作开展,还包括来自北半球和南半球的两个望远镜的通力合作,将使SDSS的观测首次覆盖整个天空。 

  “在过去的14年里,很多人已经使用SDSS数据做出了大量革命性的天文发现”,新巡天项目的负责人——纽约大学的Michael Blanton教授说,“我们已经绘制出了近邻宇宙的大尺度结构图,勾画出前人未知的银河系结构,还意外地发现了很多新的天体,包括我们太阳系内的小行星直至最遥远的类星体。” 

  在新的阶段,SDSS将提供新的海量观测数据,将会显著拓展我们对各个尺度上的宇宙本质的理解,从我们居住的银河系到最遥远的早期宇宙。在银河系内,我们将看见数十万颗恒星,既有伴随着银河系诞生的年老恒星,也有刚刚形成的新恒星。通过测量这些单个恒星的组成、位置和运动,我们将可以揭示银河系的整个演化历史。 

  “SDSS在过去的14年内已经观测了银河系内超过50万颗恒星。这是一个好的开始,”SDSS新项目的科学发言人——俄亥俄州立大学的Jennifer Johnson这样说道,“但是,由于地球的遮挡,银河系四分之一的区域是位于北半球的斯隆望远镜所无法看到的,包括几乎整个银河系中心区域。因此毫不夸张地说,银河系仍有大片区域等着SDSS去观测。” 

  银河系的图像将会因为新阶段的SDSS而得以完整。除了位于美国新墨西哥州的斯隆2.5米望远镜之外,新阶段的SDSS还会使用位于智利La Serena的Las Campanas天文台2.5米Irenee du Pont望远镜,该天文台座落在Chilean Andes高处,拥有着地球上最清澈的夜空。除了提供银河系的360度视角观测,新增加的望远镜还会观测临近的麦哲伦云内的恒星,让天文学家更好地理解银河系的天空环境。 

  为了利用SDSS的新项目提供的科学研究机会,智利的很多大学第一次联合起来组成“智利参与组”,这也将是SDSS合作组织中的一个成员。智利参与组的执行委员会主席——智利康塞普西翁大学天文学教授Doug Geisler说,“我们很高兴能成为新SDSS项目的一部分,也期待我们能成为这个探索宇宙的独一无二的合作项目中的活跃分子”。 

  但是银河系并不是新SDSS所要观测的唯一星系,事实上它将利用创造性的新技术绘制数千个近邻星系的内部详图。此前几乎所有天文巡天都只关注星系中心的小块区域,与之不同的是,新阶段的SDSS将观测那些星系的全部区域。新技术将一定数量的单根光纤捆绑成紧凑的光纤阵列,用这样的阵列覆盖整个星系,所需观测时间仅为原来单光纤观测方式的二十分之一,这使得SDSS可以在数年内获得一万多个星系的二维光谱测量。新SDSS的项目科学家Matt Bershady说:“我们的目标是认识星系所经历的整个生命周期,包括它们的诞生,通过形成恒星并与其它星系并合而成长,直至由于恒星形成过程的结束而熄灭。” 

  新SDSS将会继续改善我们对整个宇宙的认识。通过追溯宇宙自年龄还不到30亿年时到今天的演变,新SDSS将精确测量宇宙80%的膨胀历史。详尽的测量结果将会帮助我们认识现代物理学中最神秘的实验结果“暗能量”的本质。 

  这些新的宇宙学测量中将包括一个对几乎全部类星体的巡天,这将会使得对宇宙膨胀历史的测量达到前所未有的精度。新SDSS还有一些较小的观测项目,将跟踪观测被之前的X射线巡天探测的星系,还将实施对光变源的系统光谱研究,从而为天文学家们证认各类光变源本质提供一个至关重要的新样本。 

  有了新改进仪器的功能强大、南半球望远镜的加入和来自斯隆基金会(the Alfred P. Sloan Foundation)的持续慷慨支持,SDSS将继续成为世界上最高产的天文设备之一。基于SDSS的科学结果将跟以往一样重构我们对宇宙的基本构成、星系的世界和我们的银河系家园的认识。

  图1:前期SDSS已绘制出跨越几十亿光年的宇宙图景,包括宇宙大爆炸之后70亿年至今、以及宇宙大爆炸之后20亿年到40亿年期间的历史。SDSS-IV将致力于绘制30亿年到80亿年之前的宇宙中星系和类星体的空间分布,这个时间段是暗能量开始影响宇宙膨胀的关键时间。图片版权:SDSS合作组织 

 

  图2:新SDSS项目将会使用新研制的光纤束来获取同一个星系在不同位置处的光谱。上图的左侧展示了从SDSS望远镜的外观整体照到对其光纤束顶端的特写。右下侧说明了每一根光纤如何观测一个星系的不同部分。图3中来自于哈勃空间望远镜的星系图片是新SDSS项目观测的第一批星系的一员。图2的右上角展示了从其中两根光纤获得的同一个星系的两个不同部分的光谱,显示出一个星系的中心区域的光谱与外侧光谱的区别。图片版权: David Law和SDSS合作组织 

    

  图3:哈勃空间望远镜拍摄的相互作用星系VV705。图片版权:NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration和A. Evans (弗吉尼亚大学,Charlottesville/NRAO/Stony Brook University) 

 

  图4:正如左图所示,通过同时使用在Apache Point天文台的斯隆基金望远镜和在智利Las Campanas的duPont望远镜,SDSS-IV将会扩展它的探测范围。因为地轴相对于银盘的方向,北半球的望远镜与南半球的望远镜看到的银河系区域截然不同,后者能很好地观测到银河系的中心区域。图片版权:SDSS合作组织 

 

 关于斯隆数字巡天:

  斯隆数字巡天第四期项目(SDSS-IV)由阿尔弗雷德·斯隆(Alfred P. Sloan)基金会和参与的研究机构提供基金支持。SDSS-IV感谢来自于犹他大学的高性能计算中心提供的支持和资源。SDSS的网址是www.sdss.org

  SDSS-IV由天体物理研究联盟管理,该联盟向SDSS-IV所有合作单位负责。SDSS-IV合作单位包括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 theUniverse (IPMU) / University of Tokyo, Lawrence Berkeley National Laboratory, Leibniz Institut fur Astrophysik Potsdam (AIP),Max-Planck-Institut fur Astrophysik (MPA Garching), Max-Planck-Institut fur Extraterrestrische Physik (MPE), Max-Planck-Institut fur 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。

Tags:SDSSIV 上海天文台 国际合作

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