L'ensemble de données MaNGA comprendra à terme plus de 10, 000 galaxies proches, et l'enquête est déjà plus qu'à mi-chemin vers cet objectif. Crédit :collaboration SDSS/MaNGA
La dernière publication de données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) comprend des observations révélant la structure interne et la composition de près de 5, 000 galaxies proches observées au cours des trois premières années d'un programme appelé Mapping Nearby Galaxies à Apache Point Observatory (MaNGA).
MaNGA utilise une technique appelée spectroscopie résolue pour étudier les galaxies de manière beaucoup plus détaillée que les relevés précédents. La spectroscopie est un outil puissant pour les astronomes, fournissant une mine d'informations en mesurant la quantité de lumière qu'un objet émet à différentes longueurs d'onde. Autrefois, les astronomes n'acquièrent généralement qu'un seul spectre pour chaque galaxie, mais la spectroscopie résolue (également appelée spectroscopie intégrale de champ) obtient des centaines de spectres distincts couvrant chaque emplacement de la galaxie.
"La spectroscopie résolue permet de disséquer une galaxie et d'étudier sa composition interne et les mouvements de ses étoiles et de son gaz, " a expliqué Kevin Bundy, chercheur principal de MaNGA, chercheur associé aux observatoires de l'UC et professeur adjoint d'astronomie et d'astrophysique à l'UC Santa Cruz.
"Les gens ont fait de la spectroscopie résolue pour des galaxies individuelles, mais nous ne l'avons jamais eu pour des milliers de galaxies, MaNGA nous donne donc le pouvoir statistique de répondre à de nombreuses questions importantes, " dit Bundy.
L'objectif de MaNGA est de comprendre "l'histoire de la vie" des galaxies actuelles, dès leur naissance initiale et leur assemblée, par leur croissance continue via la formation d'étoiles et les fusions, à leur mort de "l'extinction" de la formation d'étoiles à des périodes tardives. Bundy et ses étudiants de l'UC Santa Cruz, par exemple, ont découvert des preuves dans les données de MaNGA pour les sorties de gaz ionisé chaud dans les galaxies "mortes", soutenant l'idée que des vents puissants chassés du trou noir central d'une galaxie peuvent arrêter la formation d'étoiles. L'équipe de Bundy trouve également des indices sur la façon dont les galaxies se sont assemblées au fil du temps en étudiant les mouvements de leurs étoiles et de leur gaz et en analysant les signatures chimiques des étoiles dans différentes parties des galaxies.
Le site Web de Marvin offre un accès facile à une mine d'informations sur chaque galaxie de l'enquête MaNGA, y compris des cartes de caractéristiques clés telles que la formation d'étoiles, mouvement stellaire, lignes d'émission, et des dizaines d'autres propriétés importantes pour les astronomes. Crédit :collaboration SDSS/MaNGA
L'un des trois programmes de la quatrième phase du SDSS, MaNGA étudiera à terme un échantillon représentatif d'une dizaine de personnes, 000 galaxies proches. Bundy a déclaré que l'enquête était à plus de la moitié du chemin vers cet objectif et en bonne voie pour l'atteindre d'ici 2020. Données de 4, 621 galaxies sont désormais accessibles au public dans le cadre de la 15e publication de données SDSS (la troisième publication de données pour SDSS-IV).
"Cette publication de données est une étape importante pour nous, " a déclaré Bundy. " MaNGA est déjà de loin la plus grande enquête du genre, et cette version inclut à la fois les données et les outils d'analyse développés par le projet."
Une nouvelle interface puissante appelée Marvin permet d'accéder aux données MaNGA et aux cartes des galaxies basées sur des analyses des données. Marvin comprend une large gamme d'outils de recherche, accéder, et visualiser les données. Le site Web de Marvin offre un accès facile à une mine d'informations sur chaque galaxie, y compris des cartes de caractéristiques clés telles que la formation d'étoiles, mouvement stellaire, lignes d'émission, et des dizaines d'autres propriétés importantes pour les astronomes. Kyle Westfall, un scientifique de projet aux observatoires de l'UC, a dirigé le développement du pipeline d'analyse de données qui a produit les cartes et autres produits de données désormais accessibles au public pour la première fois.
Une autre partie importante de cette publication de données est la bibliothèque stellaire MaNGA contenant des spectres de plus de 3, 000 étoiles dans notre galaxie de la Voie lactée. Une fois terminé, il comprendra 5, 000 à 6, 000 étoiles. Les chercheurs peuvent utiliser les spectres de ces étoiles individuelles pour essayer de reconstruire le spectre d'une galaxie et ainsi découvrir le mélange unique de différents types d'étoiles de cette galaxie.
L'enquête MaNGA obtient des spectres sur toute la face des galaxies cibles à l'aide de faisceaux de fibres conçus sur mesure. Le coin inférieur droit illustre comment le réseau de fibres échantillonne spatialement une galaxie particulière. Le coin supérieur droit compare les spectres observés par deux fibres à différents endroits de la galaxie, montrant comment le spectre des régions centrales diffère considérablement des régions extérieures. Crédit :Dana Berry/SkyWorks Digital Inc., David Law, et la collaboration SDSS
"La bibliothèque stellaire MaNGA est la plus grande bibliothèque d'étoiles jamais compilée, avec les spectres des mêmes instruments utilisés pour les galaxies, c'est donc un outil très puissant pour comprendre la nature des populations stellaires dans ces galaxies, " dit Bundy.
Le scientifique de MaNGA Survey Renbin Yan de l'Université du Kentucky a dirigé le développement de la bibliothèque stellaire.
L'enquête MaNGA utilise les deux spectrographes BOSS du télescope de 2,5 mètres de la Sloan Foundation à l'observatoire Apache Point au Nouveau-Mexique d'une manière inédite. Des "unités de terrain intégrées" spécialement conçues, " chacun composé de réseaux de fibres optiques étroitement entassés, permettre la mesure de spectres en plusieurs points de la même galaxie. Les spectres MaNGA offrent une couverture continue des longueurs d'onde optiques au proche infrarouge.
