Sloan Digital Sky Survey
Der Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ist eine Durchmusterung von 1/4 des Himmels durch Aufnahmen bei 5 Wellenlängen im sichtbaren Licht und nachfolgende Spektroskopie einzelner Objekte.
SDSS ist ein Gemeinschaftsprojekt von Instituten in den USA, Japan, Korea und Deutschland. Mit einem eigenen Teleskop am Apache Point Observatory sollen die Positionen und Helligkeiten von mehr als 100 Millionen Himmelsobjekten vermessen werden. Mit Spektren von über einer Million Galaxien und Quasaren sollen deren Entfernungen und Eigenschaften bestimmt werden. Die Beobachtungen sind seit 1998 im Gang. Teile der Datenbasis sind inzwischen auch Astronomen außerhalb der beteiligten Institute zugänglich.
Teleskop und Beobachtungsmethode
Für den Sloan Digital Sky Survey wurde eigens ein Teleskop mit 2,5 m Hauptspiegeldurchmesser am Apache Point Observatory gebaut. Ausgestattet ist das Teleskop mit einer Kamera aus insgesamt dreißig großen CCD-Chips mit je etwa 2048×2048 Bildelementen. Die CCDs sind in fünf Reihen von je 6 Chips angeordnet. Die fünf Reihen beobachten durch verschiedene optische Filter (u' g' r' i' z') bei Wellenlängen von etwa 354, 476, 628, 769 und 925 nm. Das zu beobachtende Himmelsgebiet wird unter Ausnutzung der Erddrehung in schmalen Streifen abgetastet. Während einer Nacht werden etwa 200 GByte Bilddaten gewonnen. Der SDSS soll ein etwa 10000 Quadratgrad großes Gebiet am nördlichen Pol der Milchstraße beobachten. In den fünf Bändern sind dabei Objekte von 22,3, 23,3, 23,1, 22,5 und 20,8 Magnituden mit mindestens dem fünffachen des Rauschens detektierbar. Im Herbst ist dieses Gebiet unzugänglich. Statt dessen wird dann ein Streifen von 225 Quadratgrad südlich der Ebene der Milchstraße bis zu etwa 24,4, 25,3, 25,1, 24,4 und 22,9 Magnituden beobachtet.
Die Helligkeit und Form der Himmelsobjekte wird automatisch vermessen und eine erste Klassifikation nach Art und Entfernung durchgeführt.
Von ausgewählten Objekten aus der Durchmusterung werden Spektren gewonnen. Dazu wird eine Platte mit 640 an entsprechenden Positionen angebrachten Löchern in die Fokalebene des Teleskops gebracht. Glasfasern transportieren das Licht der 640 Objekte von diesen Löchern zu einem Spektrographen. Während einer Nacht können etwa 6 bis 9 solche Sätze von je 640 Spektren gewonnen werden.
Ziele
SDSS überdeckt zwar nur einen Teil des Himmels, kann aber wesentlich schwächere Objekte erfassen als frühere Himmelsdurchmusterungen wie der Palomar Observatory Sky Survey. Durch genaue Photometrie in den fünf Filtern können auch Art und Rotverschiebung der Galaxien und Sterne sofort abgeschätzt werden. Genaue Rotverschiebungen und Klassifikationen liefern die Spektren.
Wichtiges Ziel des SDSS ist die Kartierung der schaumartigen großräumigen Struktur des Universums, bestehend aus Galaxienhaufen, Filamenten mit geringerer Galaxiendichte und dazwischenliegenden Hohlräumen (Voids) mit sehr wenig Galaxien.
Die vielen Spektren enthalten umfangreiche Stichproben vieler verschiedener Arten von Galaxien, aus denen sich ihre Eigenschaften mit guter statistischer Signifikanz bestimmen lassen. Mit SDSS lassen sich aber auch extrem seltene Objekte finden. Die entferntesten zur Zeit (2005) bekannten Quasare mit Rotverschiebung über 6 wurden im SDSS entdeckt.