Britse en Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuwe sterrenbibliotheek gecreëerd om, Voor de eerste keer, geven ons inzicht in onze en andere sterrenstelsels.

Astronomen van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) hebben vandaag de opening aangekondigd van een nieuwe "stellaire bibliotheek" met spectra van duizenden sterren in de Melkweg.

Al decenia, astronomen hebben geprobeerd te achterhalen welke unieke mix van sterren het beste verklaart voor het licht dat we vanuit elk ver sterrenstelsel zien. De bibliotheek zal astronomen helpen niet alleen onze eigen Melkweg te begrijpen, maar sterrenstelsels in het heelal.

De aankondiging kwam op de jaarlijkse bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle, VS.

De nieuwe bibliotheek staat bekend als de "MaNGA Stellar Library, " genoemd naar de SDSS's Mapping Near Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA)-onderzoek dat het moest ondersteunen. Het doel van MaNGA is om de gedetailleerde interne structuur van sterrenstelsels te begrijpen. Omdat sterrenstelsels zijn gemaakt van sterren, dus het begrijpen van een melkwegstelsel vereist het begrijpen van de sterren waaruit het bestaat.

Renbin Yan van de Universiteit van Kentucky en hoofdonderzoeker van het MaNGA Stellar Library-project, zei:"Het is een beetje alsof je een symfonie hoort. We horen het geluid van het hele orkest tegelijk, maar we kunnen de muziek alleen begrijpen als we weten welke instrumenten spelen." Voor sterrenstelsels, de "muziek" is het licht afkomstig van de mix van sterren waaruit een melkwegstelsel bestaat, samen met zijn gedetailleerde geschiedenis van stervorming. Het probleem is dat andere sterrenstelsels zo ver weg zijn dat astronomen er geen individuele sterren in kunnen onderscheiden. De oplossing is om duizenden sterren in onze eigen Melkweg te bestuderen. Zodra ze alle mogelijke 'instrumenten' hebben geïdentificeerd die sterren in de Melkweg gebruiken, ze kunnen de "muziek" van verre sterrenstelsels ontcijferen.

In een symfonie, het geluid van elk instrument heeft zijn eigen unieke toon; in het geval van sterrenstelsels, het licht van elk type ster heeft een uniek spectrum. Een spectrum meet hoeveel licht een ster afgeeft bij verschillende golflengten, een patroon dat uniek is voor elk type ster. Zoals bladmuziek laat zien hoe een nummer zal klinken, het "lezen" van een spectrum geeft belangrijke informatie over een ster, inclusief de temperatuur, grootte en chemische samenstelling.

Door duizenden sterren van alle soorten te observeren, astronomen kunnen een "bibliotheek" van stellaire spectra opbouwen.

Claudia Maraston, Professor aan de Universiteit van Portsmouth en lokale hoofdonderzoeker van het project, zei:"Met zo'n bibliotheek in de hand, we kunnen complexe modellen maken van sterrenstelsels en hun licht dat wordt uitgestraald door de combinatie van miljarden verschillende sterren. Dergelijke modellen zijn cruciaal voor astrofysica en kosmologie."

De nauwkeurige spectra zijn afkomstig van de spectrograaf van het programma Mapping Near Galaxies at APO (MaNGA), een van de deelonderzoeken van de SDSS. MaNGA besteedt het grootste deel van zijn tijd aan het observeren van sterrenstelsels, maar de afgelopen drie jaar het heeft ook spectra gemeten voor meer dan 3, 000 sterren in alle kleuren en maten. Deze spectra zijn verzameld in de MaNGA Stellar Library, of kortweg MaStar.

De MaNGA-sterrenbibliotheek begon uit noodzaak. Bij het begin van de vierde fase van de SDSS in 2010, het MaNGA-team realiseerde zich dat er geen geschikte bibliotheek van stellaire spectra was die het golflengtebereik dekte dat MaNGA zou gebruiken.

Daniël Thomas, Professor aan de Universiteit van Portsmouth en voormalig Science Team Chair van het MaNGA-project zei:"Hoewel het MaNGA-team al veel fascinerende wetenschap heeft gedaan, het beste moet nog komen. We zijn allemaal enorm enthousiast over het gebruik van onze nieuwe modellen op basis van de MaStar-bibliotheek om de muziek van verre sterrenstelsels te ontcijferen."

Het MaStar-project werd mogelijk gemaakt door de parallelle observatiemogelijkheid in SDSS. Terwijl hun collega's de infraroodspectroscoop gebruiken om sterren in onze Melkweg te observeren, het MaStar-team kan het MaNGA-instrument gebruiken om tegelijkertijd andere sterren in de optische ruimte te observeren. Dit wordt mogelijk gemaakt door de manier waarop SDSS vezels gebruikt om het licht van veel sterren tegelijk te observeren.

Deze strategie van "meeliften" op andere SDSS-waarnemingen stelde onderzoekers van het MaNGA-team in staat om de juiste spectra voor de juiste sterren te krijgen om de sterrenbibliotheek te creëren die ze zo hard nodig hadden.

Alle spectra voor al deze sterren zijn vrijgegeven als onderdeel van de SDSS's Data Release 15, en zijn online beschikbaar via de website van het project op www.sdss.org.

Zodra astronomen een bibliotheek hebben die de lichtspectra van zoveel mogelijk soorten sterren bevat, ze kunnen uitzoeken hoeveel van elk type ster optellen om het melkwegspectrum te maken, waardoor ze de geschiedenis van stervorming van de melkweg kunnen begrijpen. In de analogie van Yan, ze kunnen begrijpen welke instrumenten de muziek maken. De sleutel is om zoveel mogelijk soorten sterren in de bibliotheek op te nemen.

Professor Maraston zei:"MaStar is de meest complete en meest uitgebreide stellaire bibliotheek ooit gemaakt, "Het stelt ons in staat om de meest nauwkeurige modellen van sterrenstelsels tot nu toe te maken."

De MaNGA Stellar Library zal naar verwachting blijven groeien. Met observaties die doorgaan op Apache Point Observatory tot ten minste 2020, het zal de grootste en meest uitgebreide sterrenbibliotheek worden die ooit is gemaakt.