IU SCAにより天の川銀河のバルジ領域の探査が可能に：IUニュース

May 22, 2023

地球の太陽を取り囲む銀河である天の川は渦巻銀河であり、その中心には密集した星群があり、他の星体がそこから回転しています。 かつては、「バルジ」としても知られるこの中心は、非常に古い星で構成されていると考えられていました。 最近になって、科学者たちは、銀河バルジが豊かで複雑な環境であり、星団、天の川の重力によって捕らえられた落下物体、金属を豊富に含む星、そして銀河で最も古い星のいくつかを含んでいることを知りました。 内部銀河に向かう視線の複雑な幾何学形状や、塵やガスが極度に密集し光を遮る領域など、さまざまな要因により、銀河のこの部分の研究と理解が困難になっています。

NSF が資金提供した 3 年間のプロジェクトである Blanco DECam Bulge Survey (BDBS) は、天の川銀河のバルジ領域の約 200 平方度の画像を作成することで、これらの困難を軽減します。 これを行うために、このプロジェクトでは、チリのセロトロロ米州天文台にあるブランコ 4 メートル望遠鏡に取り付けられたダーク エネルギー カメラ (DECam) を使用します。

セロトロロ米州天文台 (CTIO) の 4 メートルのブランコ望遠鏡を囲むドーム

バルジの研究は難しいため、研究者は、星の化学組成に敏感で、視線に沿った減光や赤化を補正できる高品質のマルチバンドイメージングを通じて、バルジの形成史を理解するのに最も成功する傾向があります。 。 インディアナ大学を卒業し（2010 年に博士号を取得）、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究員であるクリスチャン・ジョンソン氏は、UCLA の研究天文学者である R. マイケル・リッチ教授とともにプロジェクトを率いています。 BDBS プロジェクトには、IU、ハーバード大学、UCLA に加えて、上海天文台、ミシガン大学ディアボーン校、セント マーチンズ大学の協力者も含まれています。

ジョンソン氏は、この任務を達成するために、BDBS がバルジ内の約 2 億 5,000 万個の星の近紫外、光学、近赤外の画像を生成すると指摘しています。 「近紫外データは、バルジ内の最も古い星の最初の包括的な調査を可能にし、新しい星団や落下物質の流れの発見に役立ちます。光学データと近赤外データは、星の化学組成を調査するために使用されます。大規模な構造、内部銀河内の年齢分布、およびこれら 3 つのセットすべてを組み合わせることで、ガス中の塵が観測に及ぼす影響を定量化できるようになります。」

連続した BDBS フットプリントの 243,959,076 個のオブジェクトで構成されるビン化されたソース密度マップ。 実質的な減光により、銀河面付近の視線に沿った光学的深度が制限されます（ここではダークフリンジとして示されています）が、不完全な観測および/または劣悪な観測条件により、少数のフィールドでの検出数が減少しました（ここでは平均強度レベルが低いことで識別されます）。 メシエ 22 や FSR 1758 などの注目すべき天体を含む、25 個を超える球状星団が表示されます。DECam の視野は、複数のディザが取得できなかった一部のフィールドでも表示されます。 クリスチャン・ジョンソンの厚意による。

ジョンソン博士は、インディアナ大学のスケーラブル コンピューティング アーカイブ (IU SCA) のマイケル ヤング博士と協力して、インディアナ大学の Karst および Carbonate コンピューティング クラスターと Data Capacitor II 共有ストレージ システムを使用して数千枚の DECam 画像を処理および分析し、数十億の天文学的データを抽出および相関させました。バルジ星の測定。 その後、ヤング博士は、研究者がポータル (https://bdbs.sca.iu.edu) やビッグ データ処理パイプラインを含む、この大規模なデータセットを検索できるシステムを開発しました。 彼は、One Degree Imager - Portal, Pipeline, and Archive (ODI-PPA: https://portal.odi.iu.edu) のサービス スタックとコードベースから開始し、これをリファクタリングして BDBS プロジェクトの要件に適合させました。 その後、ヤング博士は、研究者がポータルの検索インターフェイスを通じてクエリを送信すると、Hadoop クラスター内に構成された Karst の「データ集約型」ノードを利用して、約 2 億 5,000 万の行と 40 億の個別の天文測定値を精査するパイプライン実行環境を構築しました。

インディアナ大学天文学部の特別教授でダニエル・カークウッド学部長のキャティ・ピラコウスキー氏によると、「調査からの測光データにより、天文学者は銀河内部の起源、進化、構造を研究することができます。測光データから、私たちは次のように述べています。」バルジを構成するさまざまな星の集団の年齢と組成を決定し、その起源を追跡することができます。調査地域には、銀河形成時の星形成の初期エピソードの化石遺物である十数個の球状星団も含まれています。」