[論文レビュー] The Sloan Digital Sky Survey

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

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 3

ひとこと要約

スローンデジタルスカイサーベイ（SDSS）は、専用の2.5メートル望遠鏡を装備したマルチCCDカメラと二重ファイバー入射スペクトログラフを用い、北銀河円周にπステラジアンをカバーする包括的なデジタル画像および分光観測調査を提案する。100万個の銀河（中央赤方偏移z ≈ 0.1）と10万個のクェーサーの赤方偏移を取得し、r′ ≈ 23までの光度的画像とg′ ≈ 19までの分光的限界を達成することで、大規模構造および銀河進化の研究を可能にする。

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 $\langle z angle \approx 0.1$.

研究の動機と目的

• 大規模な宇宙論的および銀河外研究を可能にするために、北の空を深さと広がりを兼ね備えたデジタルサーベイを実施すること。
• 100万個の銀河と10万個のクェーサーの赤方偏移を測定し、宇宙の大規模構造と進化を調査すること。
• r′ ≈ 23までの光度的カタログと、200度²の南銀河円周領域における繰り返し画像測定から得られる2等級明るいコアルドカタログを作成すること。
• 高スループットのサーベイ運用を可能にするために、マルチCCD画像と二重分光器を装備した専用の2.5メートル望遠鏡を開発すること。
• 統計的解析を用いた大規模構造および光度関数の研究に適した、完全で明るさ限界付きの銀河およびクェーサーのサンプルを確立すること。

提案手法

• 5つの光度バンドで北銀河円周を走査する、大容量マルチCCDカメラを装備した2.5メートル望遠鏡を用いて画像撮影を行う。
• 南銀河円周の200度²領域を繰り返し撮影し、変光天体の検出とコアルド光度的カタログの作成を実施する。
• 二重ファイバー入射二重分光器を用いて、画像サーベイから得られた銀河およびクェーサーの赤方偏移を測定する。
• クェーサーの分光観測においてg′ ≈ 19の限界マグニチュードを達成する。
• r′ ≈ 18までの明るさ限界付きサンプルを用いて、主な銀河サンプルの中央赤方偏移を⟨z⟩ ≈ 0.1に設定する。
• サーベイ全体にわたる高い効率とデータの一貫性を確保するため、専用のサーベイインfraストラクチャを活用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河の赤方偏移から明らかになる、数百万パーセクスケールの大規模構造とは何か？
• RQ2 銀河およびクェーサーの光度関数とクラスタリング特性は、赤方偏移とともにどのように変化するか？
• RQ3 z ≈ 0.1における銀河のクラスタリングから推定されるダークマターの分布はどのようなものか？
• RQ4 深さのあるフィールドを繰り返し撮影することで、変光天体を検出し、その特徴をどのように特定できるか？
• RQ5 大面積かつ高赤方偏移の銀河およびクェーサーのサーベイにおいて、最適な光度的および分光的戦略は何か？

主な発見

• SDSSは、5バンドで北銀河円周のπステラジアンをr′ ≈ 23の限界マグニチュードまで画像撮影する。
• 分光観測サーベイでは、r′ ≈ 18までの明るさ限界付きサンプルを用いて、中央赤方偏移⟨z⟩ ≈ 0.1の100万個の銀河の赤方偏移を取得する。
• サーベイは、g′ ≈ 19の限界マグニチュードで10万個のクェーサーの赤方偏移を収集する。
• 南銀河円周の200度²領域における繰り返し画像撮影により、北サーベイよりも2等級明るいコアルド光度的カタログが作成される。
• 2.5メートル望遠鏡、マルチCCDカメラ、二重分光器を含むサーベイインfraストラクチャは現在建設中であり、1995年秋までに稼働予定である。
• サーベイ設計により、銀河およびクェーサー集団の統計的解析に適した高精度の光度的および分光的データが得られる。