V roku 2013 Európska vesmírna agentúra spustila Gaia kozmická loď. Ako nástupca Hipparcos misie, toto vesmírne observatórium strávilo posledné tri a pol roka zhromažďovaním údajov o vesmíre. Predtým, ako dôjde niekedy v budúcom roku do dôchodku (hoci sa misia mohla predĺžiť), tieto informácie sa použijú na zostavenie najväčšej a najpresnejšej 3D astronomickej mapy, akú kedy bola vytvorená.
Počas prieskumu vo vesmíre odhalila Gaia na ceste niekoľko veľmi zaujímavých vecí. Napríklad po preskúmaní Gaia katalóg so špeciálne navrhnutou umelou neurónovou sieťou, tím európskych vedcov nedávno zistil šesť nových hviezd hypervelocity v Mliečnej dráhe. A jedna z týchto hviezd sa pohybuje tak rýchlo, že nakoniec môže opustiť našu galaxiu.
Ich štúdia s názvom „Umelá neurónová sieť na objavenie hviezd hypervelocity: Kandidáti v Gaia DR1 / TGAS“ - bola nedávno uverejnená v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti. Bol predstavený koncom minulého mesiaca na Európskom týždni astronómie a vesmírnej vedy, ktorý sa konal od 26. júna do 30. júna v Prahe v Českej republike.
Hviezdy hypervalencie sú vzácnou a fascinujúcou vecou. Zatiaľ čo všetky hviezdy v Mliečnej dráhe sú v neustálom pohybe, obiehajú okolo stredu našej galaxie, niektoré sa zrýchľujú na rýchlosti až stovky kilometrov za sekundu. V minulosti astronómovia usúdili, že tieto rýchlo sa pohybujúce hviezdy sú výsledkom blízkeho hviezdneho stretnutia alebo výbuchu hviezdneho spoločníka supernov.
A pred viac ako desiatimi rokmi si astronómovia uvedomili novú triedu vysokorýchlostných hviezd, o ktorých sa predpokladá, že boli zrýchlené z minulých interakcií so supermasívnou čiernou dierou (Strelec A *), ktorá leží v centre našej galaxie. Tieto hviezdy sú mimoriadne dôležité pre štúdium celkovej štruktúry Mliečnej dráhy, pretože svedčia o udalostiach a silách, ktoré formovali jej históriu.
Ako uviedla Elena Maria Rossi z univerzity Leiden v Holandsku a jedna zo spoluautorov v tlačovej správe ESA:
“Toto sú hviezdy, ktoré prešli veľkou vzdialenosťou cez galaxiu, ale je možné ich vysledovať až k jeho jadru - oblasti tak hustej a zakrytej medzihviezdnym plynom a prachom, ktorú je zvyčajne veľmi ťažké pozorovať - takže poskytujú zásadné informácie o gravitačnom poli Mliečna dráha od centra po jej okraj.“
Nájdenie takýchto hviezd nie je ľahká úloha, hlavne preto, že ich rýchlosť spôsobuje, že je nesmierne ťažké nájsť na obrovskom a preplnenom disku Mliečnej dráhy. Výsledkom bolo, že vedci sa spoliehali na hľadanie mladých, mohutných hviezd (2,5 až 4 slnečné masy) v starej hviezdnej populácii Galaktickej oblasti. V podstate ich mladý vek a vysoká hmotnosť sú náznaky, že by tam pravdepodobne nevznikli.
V kombinácii s meraniami ich minulých rýchlostí a ciest táto metóda potvrdila existenciu hviezd hypervelocity v minulosti. Doteraz sa však vyskytlo iba 20 hviezd hypervelocity, ktoré boli všetky mladé a masívne. Vedci sa domnievajú, že oveľa viac hviezd iného veku a omše sa zrýchľuje aj prostredníctvom Mliečnej dráhy, ale predtým ich nedokázali spozorovať.
Na riešenie tohto problému začal európsky tím pod vedením Tomasso Marchettiho z Leidenskej univerzity v Holandsku uvažovať o tom, ako využiť GaiaJe to rozsiahly súbor údajov na optimalizáciu vyhľadávania ďalších hviezd hypervelocity. Po testovaní rôznych metód prijali prístup umelej neurónovej siete - t. J. Pomocou algoritmu strojového učenia - na prehľadávanie údajov sčítania hviezd. Gaia je v procese zhromažďovania.
Začiatok v prvej polovici roku 2016 začal tím vyvíjať a školiť tento program tak, aby bol pripravený na prvé vydanie Gaia údaje - ku ktorým došlo 14. septembra 2016 o niekoľko mesiacov neskôr. Tommaso Marchetti, doktorand na Leidenskej univerzite, opísal tento proces:
„Nakoniec sme sa rozhodli používať umelú neurónovú sieť, čo je softvér navrhnutý tak, aby napodobňoval fungovanie nášho mozgu. Po správnom „zaškolení“ sa môže naučiť rozpoznávať určité objekty alebo vzory v obrovskom súbore údajov. V našom prípade sme to naučili spoznať hviezdy hypervelocity v hviezdnom katalógu, aký bol zostavený s Gaiou. “
Okrem mapy s pozíciami viac ako miliarda hviezd, toto prvé vydanie údajov obsahovalo aj menší katalóg s vzdialenosťami a pohybmi pre dva milióny hviezd. Tento katalóg, ktorý sa nazýva astrometrické riešenie Tycho-Gaia (TGAS), kombinoval údaje z prvého roku Gaia misie as údajmi z internetu Hipparcos misie, a je to v podstate chuť, z čoho má pochádzať Gaia.
V deň vydania katalógu spustil Marchetti a jeho tím algoritmus na dvoch miliónoch hviezd v TGAS, ktoré odhalili niektoré zaujímavé nálezy. „Už za jednu hodinu umelý mozog už zredukoval dátový súbor na približne 20 000 potenciálnych vysokorýchlostných hviezd, čím sa jeho veľkosť znížila na približne 1%,“ povedal Rossi. "Ďalší výber zahŕňajúci iba merania nad určitou presnosťou v oblasti vzdialenosti a pohybu to znížil na 80 kandidátskych hviezd."
Tím potom podrobne preskúmal týchto 80 hviezd a porovnal informácie o svojich návrhoch s údajmi z iných katalógov. Spárovaní s ďalšími pozorovaniami nakoniec našli šesť hviezd, ktoré sa zdali byť rýchlejšie ako 360 km / s. Zdá sa, že dokonca prekročil 500 km / s, čo znamená, že už nie je viazané gravitáciou našej Mliečnej dráhy a nakoniec ju úplne opustí.
Ale možno najdôležitejším aspektom tohto nálezu je skutočnosť, že tieto hviezdy nie sú príliš masívne ako tých predchádzajúcich 20, ktoré boli objavené a boli hmotnosťou porovnateľné s naším Slnkom. Okrem toho sa 5 pomalších hviezd stane stredobodom pozornosti, pretože vedci túži zistiť, čo ich spomalilo. Jedným z možných vysvetlení je, že mohla byť zodpovedná interakcia s temnou hmotou galaxie.
Keďže TGAS bol iba skorým náznakom rozsiahlych a cenných údajov Gaia v konečnom dôsledku táto štúdia predstaví druhy objavov a výskumov, ktoré tieto údaje umožnia. Astronomovia určite nie len s 2 miliónmi, ale miliardou hviezd odhalia veľa nových a zaujímavých vecí o dynamike našej Mliečnej dráhy a druhoch síl, ktoré ju formovali.
Za týmto účelom program Marchetti a jeho tím vylepšujú program na zvládnutie oveľa väčšieho súboru údajov, ktorý je naplánovaný na vydanie v apríli 2018. Tento katalóg bude obsahovať vzdialenosti a pohyby pre viac ako miliardu hviezd, ako aj rýchlosti pre špecifická podmnožina. Z tohto dôvodu tím môže zistiť, že rýchlo sa pohybujúce hviezdy, ktoré sú vystrelené z Mliečnej dráhy, sú omnoho bežnejšie, ako sa predtým myslelo.
A nezabudnite si užiť toto video, ktoré ukazuje cesty týchto šiestich novoobjavených rýchlo sa pohybujúcich hviezd, so súhlasom ESA:
