[논문 리뷰] The Sloan Digital Sky Survey

James E. Gunn, David H. Weinberg|arXiv (Cornell University)|1994. 12. 20.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 3

한 줄 요약

스ローン 디지털 천문도감(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)은 전용 2.5미터 망원경을 장비한 다중 CCD 카메라와 이중 섬유식 분광계를 사용하여 북반천구의 π 스테라디안 영역을 포괄하는 디지털 영상 및 분광학적 조사 계획을 제안한다. 이는 100만 개의 은하(중간 적색이동 z ≈ 0.1)와 10만 개의 활성은하핵(쿼라스)의 적색이동을 측정하고, 영상의 경우 r′ ≈ 23까지, 분광학적 한계는 g′ ≈ 19까지 확보하여 대규모 구조 및 은하 진화 연구를 가능하게 한다.

ABSTRACT

We summarize the plans for and the current status of the Sloan Digital Sky Survey, a digital imaging and spectroscopic survey of $π$ steradians in the northern Galactic cap. The CCD photometric survey will produce images in five bands to limiting magnitudes of order 23. The spectroscopic survey will obtain redshifts of $10^6$ galaxies (a complete sample to a limiting magnitude $r' \sim 18$) and $10^5$ quasars ($g' \sim 19$). Repeated imaging of a 200 deg$^2$ strip in the southern Galactic cap will yield information about variable objects and a co-added photometric catalog roughly two magnitudes deeper than the northern survey. A dedicated 2.5-meter telescope, a large multi-CCD camera, and two fiber-fed double spectrographs are under construction and should be operational by fall of 1995. The main galaxy redshift sample will have a median redshift $\langle z angle \approx 0.1$.

연구 동기 및 목표

• 대규모 천문학적 및 은하간 연구를 가능하게 하기 위해 북반천구의 깊고 넓은 디지털 천체도감을 구축하기 위해.
• 은하 100만 개와 쿼라스 10만 개의 적색이동을 측정하여 우주의 구조와 진화를 탐구하기 위해.
• r′ ≈ 23까지의 광학적 영상 데이터를 확보하고, 남반천구의 200 deg² 영역에서 반복 영상 촬영을 통해 두 등급 더 깊은 복합 광학적 카탈로그를 제작하기 위해.
• 고성능 조사 운영을 위해 다중 CCD 영상 장치와 이중 분광계를 탑재한 전용 2.5미터 망원경을 개발하기 위해.
• 통계적 분석을 위한 대규모 구조 및 빛의 세기 함수 분석을 위해 은하와 쿼라스의 완전한 등급 제한 샘플을 확보하기 위해.

제안 방법

• 다중 CCD 카메라를 장착한 2.5미터 망원경을 사용해 북반천구의 영역을 다섯 개의 광학 필터 대역에서 영상 촬영하기 위해.
• 남반천구의 200 deg² 영역을 반복 촬영하여 변동성 천체를 탐지하고 복합 광학 카탈로그를 제작하기 위해.
• 이중 섬유식 이중 분광계를 활용해 영상 조사에서 확보된 은하 및 쿼라스의 적색이동을 측정하기 위해.
• 쿼라스의 경우 영상 한계 magnitude는 r′ ≈ 23, 분광학적 한계는 g′ ≈ 19를 확보하기 위해.
• 주 은하 샘플의 중간 적색이동을 ⟨z⟩ ≈ 0.1로 설정하기 위해, r′ ≈ 18까지의 완전한 등급 제한 샘플을 활용하기 위해.
• 조사 범위 전역에서 높은 효율성과 데이터 일관성을 확보하기 위해 전용 조사 인프라를 활용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 은하 적색이동을 통해 100메가파섹 이상의 규모에서 우주의 대규모 구조는 어떻게 구성되어 있는가?
• RQ2 은하와 쿼라스의 빛의 세기 함수 및 군집 성질은 적색이동에 따라 어떻게 진화하는가?
• RQ3 z ≈ 0.1에서 은하 군집을 통해 유추되는 암흑물질의 분포는 어떠한가?
• RQ4 깊은 분야의 반복 영상 촬영을 통해 변동성 천체를 어떻게 탐지하고 특성화할 수 있는가?
• RQ5 은하 및 쿼라스의 대면적 고적색이동 조사에 최적의 광학적 및 분광학적 전략은 무엇인가?

주요 결과

• SDSS는 북반천구의 π 스테라디안 영역을 다섯 개의 대역에서 r′ ≈ 23까지의 한계까지 영상 촬영할 예정이다.
• 분광학 조사는 r′ ≈ 18까지의 등급 제한 샘플을 활용해 중간 적색이동 ⟨z⟩ ≈ 0.1을 가지는 100만 개의 은하에 대해 적색이동을 측정할 것이다.
• 조사를 통해 g′ ≈ 19까지의 한계를 확보하여 총 10만 개의 쿼라스에 대한 적색이동을 수집할 것이다.
• 남반천구의 200 deg² 영역에 대한 반복 영상 촬영을 통해 북반천구 조사보다 두 등급 더 깊은 복합 광학 카탈로그를 제작할 것이다.
• 2.5미터 망원경, 다중 CCD 카메라, 이중 분광계를 포함한 조사 인프라는 현재 건설 중이며, 1995년 가을까지 운영 가능할 것으로 예상된다.
• 조직 설계는 은하 및 쿼라스 집단의 통계적 연구를 위한 고정밀 광학 및 분광학 데이터를 보장한다.