Dans cette visualisation imaginative de MaStar, un utilisateur de la Stellar Library sélectionne un spectre correspondant à un certain type d'étoile. Bien sûr, en réalité, il n'y a pas d'emplacement physique pour la bibliothèque ; les spectres stellaires sont stockés numériquement et accessibles à tous sur www.sdss.org. Crédit :Dana Berry/SkyWorks Digital Inc. ; Collaboration SDSS
Une nouvelle bibliothèque stellaire a été créée par des scientifiques britanniques et américains pour, pour la première fois, nous donne une fenêtre de compréhension sur notre et d'autres galaxies.
Les astronomes du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ont annoncé aujourd'hui l'ouverture d'une nouvelle "bibliothèque stellaire" contenant des spectres de milliers d'étoiles de la Voie lactée.
Depuis des décennies, les astronomes ont essayé de comprendre quel mélange unique d'étoiles explique le mieux la lumière que nous voyons de chaque galaxie lointaine. La bibliothèque aidera les astronomes à comprendre non seulement notre propre galaxie, mais les galaxies à travers l'Univers.
L'annonce est intervenue lors de la réunion annuelle de l'American Astronomical Society à Seattle, ETATS-UNIS.
La nouvelle bibliothèque est connue sous le nom de "MaNGA Stellar Library, " nommé d'après le sondage du SDSS Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA) pour lequel il a été conçu. L'objectif de MaNGA est de comprendre la structure interne détaillée des galaxies. Parce que les galaxies sont constituées d'étoiles, comprendre une galaxie nécessite donc de comprendre les étoiles qui la composent.
Renbin Yan de l'Université du Kentucky et chercheur principal du projet MaNGA Stellar Library, dit :"C'est un peu comme entendre une symphonie. On entend le son de tout l'orchestre à la fois, mais nous ne pouvons comprendre la musique que si nous savons quels instruments jouent." Pour les galaxies, la "musique" est la lumière provenant du mélange d'étoiles qui composent une galaxie, ainsi que son histoire détaillée de la formation des étoiles. Le problème est que les autres galaxies sont si éloignées que les astronomes ne peuvent pas y distinguer les étoiles individuelles. La solution est d'étudier des milliers d'étoiles dans notre propre Voie Lactée. Une fois qu'ils ont identifié tous les "instruments" possibles utilisant les étoiles de la Voie lactée, ils peuvent déchiffrer la « musique » des galaxies lointaines.
Un diagramme de Hertzsprung-Russell de toutes les étoiles actuellement dans la bibliothèque stellaire MaNGA, montrant la température et la luminosité (luminosité) des étoiles, ainsi que des informations sur leur composition chimique. Crédit :collaboration SDSS
Dans une symphonie, le son de chaque instrument a sa propre tonalité unique; dans le cas des galaxies, la lumière de chaque type d'étoile a un spectre unique. Un spectre mesure la quantité de lumière émise par une étoile à différentes longueurs d'onde, un motif unique à chaque type d'étoile. Comme les partitions montrent comment une chanson sonnera, "lire" un spectre donne des informations importantes sur une étoile, y compris sa température, taille et composition chimique.
En observant des milliers d'étoiles de tous types, les astronomes peuvent constituer une "bibliothèque" de spectres stellaires.
Claudia Maraston, Professeur à l'Université de Portsmouth et chercheur principal local du projet, dit :« Avec une telle bibliothèque en main, nous pouvons créer des modèles complexes de galaxies et de leur lumière émise par la combinaison de milliards d'étoiles différentes. De tels modèles sont cruciaux pour l'astrophysique et la cosmologie."
Les spectres précis proviennent du spectrographe du programme Mapping Nearby Galaxies at APO (MaNGA), l'une des enquêtes composantes de la SDSS. MaNGA passe le plus clair de son temps à observer les galaxies, mais au cours des trois dernières années, il a également mesuré des spectres pendant plus de 3, 000 étoiles de toutes couleurs et tailles. Ces spectres ont été collectés dans la bibliothèque stellaire MaNGA, ou MaStar en abrégé.
La bibliothèque stellaire MaNGA a commencé par nécessité. Au début de la quatrième phase de la SDSS en 2010, l'équipe MaNGA s'est rendu compte qu'il n'y avait pas de bibliothèque appropriée de spectres stellaires couvrant la gamme de longueurs d'onde que MaNGA utiliserait.
Daniel Thomas, Le professeur à l'Université de Portsmouth et ancien président de l'équipe scientifique du projet MaNGA a déclaré :« Alors que l'équipe MaNGA a déjà fait beaucoup de sciences fascinantes, le meilleur est à venir. Nous sommes tous très enthousiastes à l'idée d'utiliser nos nouveaux modèles basés sur la bibliothèque MaStar pour déchiffrer la musique des galaxies lointaines."
Chaque courbe colorée de cette image montre le spectre d'une étoile dans la bibliothèque stellaire MaNGA. Les courbes montrent les longueurs d'onde de la lumière, couvrant tout le spectre visible et au-delà, de l'ultraviolet à l'infrarouge (de gauche à droite). La hauteur de chaque courbe à chaque point montre l'intensité de la lumière à cette longueur d'onde. Les pics et les creux de chaque courbe indiquent la présence de différents éléments chimiques. Les huit premières courbes sont pour les étoiles typiques, étiquetés avec leur type spectral et triés par ordre de température - l'étoile O (en haut) est la plus chaude, tandis que l'étoile M5 (la huitième à partir du haut) est la plus froide (le Soleil est une étoile G). Les trois spectres du bas sont pour les étoiles géantes, à nouveau trié du plus chaud au plus frais. Crédit :Renbin Yan (Université du Kentucky); Collaboration SDSS
Le projet MaStar a été rendu possible grâce à la capacité d'observation parallèle du SDSS. En même temps que leurs collègues utilisent le spectroscope infrarouge pour observer les étoiles de notre Galaxie, l'équipe MaStar peut utiliser l'instrument MaNGA pour observer simultanément d'autres étoiles dans l'optique. Ceci est rendu possible par la façon dont SDSS utilise des fibres pour observer la lumière de plusieurs étoiles à la fois.
Cette stratégie de "piggybacking" sur d'autres observations SDSS a permis aux chercheurs de l'équipe MaNGA d'obtenir les bons spectres pour les bonnes étoiles afin de créer la bibliothèque stellaire dont ils avaient désespérément besoin.
Tous les spectres de toutes ces étoiles ont été publiés dans le cadre de la Data Release 15 du SDSS, et sont disponibles en ligne sur le site Web du projet à l'adresse www.sdss.org.
Une fois que les astronomes auront une bibliothèque qui inclut les spectres lumineux pour autant de types d'étoiles que possible, ils peuvent déterminer combien d'étoiles de chaque type s'additionnent pour former le spectre de la galaxie, leur permettant de comprendre l'histoire de la formation des étoiles de la galaxie. Dans l'analogie de Yan, ils peuvent comprendre quels instruments font la musique. La clé est d'inclure autant de types d'étoiles que possible dans la bibliothèque.
Le professeur Maraston a déclaré :« MaStar est la bibliothèque stellaire la plus complète et la plus complète jamais créée, ". "Cela nous permettra de faire les modèles de galaxies les plus précis à ce jour."
La bibliothèque stellaire MaNGA devrait continuer à croître. Les observations se poursuivant à l'observatoire Apache Point jusqu'en 2020 au moins, elle deviendra la bibliothèque stellaire la plus grande et la plus inclusive jamais créée.
