Вие сте тук

Изкуствен интелект помага на Гая да улови „препускаща звезда“

С помощта на софтуер, наподобяващ мозъчната активност при хората, сателитът на Европейската Космическа Агенция (ЕКА) – Гая (Gaia) отбеляза шест звезди, които с огромна скорост профучават от центъра на нашата галактика до нейните покрайнини. Те могат да дадat информация за най-неясните части на Млечния път.

Нашият дом, галактиката Млечен път, приютява повече от сто милиарда звезди, които се задържат заедно благодарение на гравитацията. По-голямата част от звездите се намират в плоска структура – Галактически диск – с „издутина“ в центъра, докато останалите звезди са разпределени в по-широк сферичен ореол, разпростиращ се на  около 650 000 светлинни години около центъра.

Звездите не са неподвижни в галактиката, а се въртят около центъра с различни скорости в зависимост от местоположението си – например, Слънцето обикаля по орбита с около 220 км/сек, докато средната скорост в ореола е 150 км/сек.

От време навреме, някои звезди превишават тези, така или иначе забележителни скорости.

Някои се ускоряват от близки междузвездни сблъсъци или от експлозия на супернова на съседна звезда, резултат от която са звезди, движещи се с няколко стотин км/сек над средното.

Нов клас бързо движещи се звезди беше открит преди повече от десетилетие. Прехвърчайки през галактиката със стотици километри в секунда, те са резултат от минали взаимодействия с огромна черна дупка, стояща в центъра на Млечния път, с маса четири милиона слънца, която ръководи орбитите на звездите в обкръжението си.

„Тези хипербързи звезди са изключително важни за изучаването на пълната структура на Млечния път“, каза Елена Мария Роси от Холандския университет в Лайден, която представи откритието на шест нови хипербързи звезди от Гая, на Европейската седмица на астрономията и космическите науки в Прага, Чехия.

„Това са звезди, които са пропътували големи разстояния през галактиката, но могат да бъдат проследени до изначалната си точка – област, която е толкова плътна и запречена от междузвезден прах и газ, че е трудно да бъде наблюдавана – така може да се добие представа за гравитационното поле на Млечния път от центъра до покрайнините му. “

За съжаление, бързо движещите се звезди са изключително трудни за намиране в „купата сено“, която Млечният път представлява.

За да ги открият, учените са търсели млади, големи звезди, които са се настанили при старото звездно население на Галактическия ореол. Предвид ниската възраст на тези звезди, си личи, че са получили лек тласък, за да достигнат ореола. С последващи изследвания на скоростите и характеристиките на тези звезди, ще се установи дали те наистина са изключително бързи и дали са били избутани от центъра на Млечния път.

Засега, само 20 подобни звезди са открити. Това са млади звезди с маса 2,5 до 4 пъти масата на Слънцето. Въпреки това, учените вярват, че много други звезди с по-големи маси и на повече години препускат през Галактиката, но остават незабелязани от този метод на изследване.

Гая картира звездите на Млечния път. ЕКА
Гая картира звездите на Млечния път. ЕКА

Преброяването на населението от милиарди звезди, изпълняващо се от Гая, предлага прекрасна възможност, така че Елена и нейните помощници започват да се чудят как да използват толкова голям набор от информацията в откриването на бързо движещи се звезди.

След тестването на много методи, те се обръщат към софтуер, с който компютърът се учи от минали преживявания.

„Накрая, избрахме да използваме изкуствена нервна мрежа, която е софтуер, създаден да наподобява работата на нашия мозък“, обясни Томас Марчети, докторант в университета в Лайден и главен автор на доклада, описваш резултатите, публикуван в Monthly Notices на Кралското общество по астрономия.

„След нужните „тренировки“, софтуерът може да се научи да разпознава определени обекти или модели в огромната база данни. В нашия случай, го научихме да следи за бързо движещи се звезди в звезден каталог, подобен на този, който е снет от Гая.“

Като част от проекта на Елена, свързан с тези звезди, екипът започнал да обучава тази програма още в първите месеци на 2016 година, за да е готова, когато бъде издаден каталогът с информацията от Гая на 14 септември.

Освен карта с повече от милиарди звездни позиции, първото издание ще съдържа и каталог с разстояния и скорости за два милиона звезди, събирайки наблюдения от първата година на Гая с наблюденията от мисия Хипаркус на ЕКА, която е разграфила небето преди повече от две десетилетия. Познат като Tycho-Gaia Astrometric Solution или TGAS, този източник е образец за бъдещи каталози, изградени изцяло върху информацията от Гая.

Първата небесна карта на Гая. ЕКА
Първата небесна карта на Гая. ЕКА

„В деня на издаване, изпробвахме нашия алгоритъм върху два милиона звезди от TGAS“, обяви Елена.

„В рамките само на един час, изкуственият интелект стесни базата данни до около 20 000 потенциални бързо движещи се звезди, намалявайки големината ѝ с 1%.“

„По-нататъшен подбор, включващ единствено мерките над определена точност в разстоянието и скоростта, понижи бройката до 80 кандидат-звезди.“

Тъй като TGAS дава информация за движението на звездите в небето, екипът се зае с намиране на допълнителни белези, свързани с определяне на бързината, ровейки се из стари каталози или извършвайки нови наблюдения.

„Обобщавайки цялата информация, открихме 6 звезди, които могат да бъдат проследени до Галактическия център, всяка от тях със скорост над 360 км/с“, сподели Томасо.

Учени успяха да изследват друга част от двадесетте звезди, които вече са били открити: новоизследваните звезди са с по-малки маси, подобно на Слънцето.

Една от шестте звезди изглежда, че се движи толкова бързо, с над 500 км/с, че вече не е ограничена с действието на гравитацията на галактиката и в последствие ще я напусне. Но останалите звезди са по-бавни и учените са още по-нетърпеливи да узнаят какво ги е забавило – невидимата черна материя, която се смята, че обхваща Млечния път, също може да е изиграла решаваща роля.

Докато новата програма е била оптимизирана да търси звезди, които се ускоряват в центъра на галактиката, тя е идентифицирала пет от най-традиционните звезди-бегълци, които дължат високата си скорост на междузвездни сблъсъци в други краища на Млечния път.

„Резултатите представят голям потенциал в разкриването на нови сфери за изучаване на структурата и динамиката на нашата галактика“, споделя Антъни Браун от университета в Лайден, съавтор на проучването и ръководител на консорциума за обработване и анализиране на информацията от Гая.

Учените с нетърпение очакват да разполагат с информация от следващото пускане на Гая, което се планира за април 2018 и ще включва разстояния и движения в небето за над милиард звезди, включително и скоростите за част от тях.

Да се занимаваш с изследването на милиарди звезди, вместо с двата милиона изучени досега, е огромно предизвикателство и отборът е зает с научаване на програмата си да се справя с толкова голям набор и да открие многото бързо движещи се звезди, блуждаещи в базата данни.

Превод: Габриела Радулова

Източник: European Space Agency

Коментари

коментара

Related posts

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close