2013-ban az Európai Űrügynökség elindította a Gaia űrhajót. A Hipparcos-misszió utódjaként ez az űrmegfigyelő központ az elmúlt három és fél évet az űrről szóló információk gyűjtésével töltötte. Mielőtt küldetése a következő évben véget ér (bár meghosszabbítható), a kapott információkat a legnagyobb és legpontosabb 3D csillagászati térkép elkészítéséhez használják fel.
Az űrkutatás során Gaia több érdekes dolgot is felfedezett. Például a Gaia katalógus egy speciálisan tervezett mesterséges ideghálózattal való felfedezése után egy európai kutatócsoport a közelmúltban hat új, túlsebességű csillagot talált a Tejútrendszerben. E csillagok egyike olyan gyorsan mozog, hogy végül elhagyhatja galaxisunkat.
Kutatásukat "Mesterséges neurális hálózat a hipervelocitási csillagok felfedezéséhez: Jelölt a Gaia DR1 / TGAS-ban" címmel nemrégiben a Havi Értesítők a Királyi Csillagászati Társaság. A múlt hónap végén bemutatták a "Csillagászati és Űrtudományi Európai Héten" is, amelyet június 26. és 30. között rendeztek meg Prágában, Csehországban.
A Gaia távcső művészi koncepciója a Tejútrendszer hátterében, Credit: ESA / ATG medialab; háttér: ESO / S. Brunier
A hipervelocity csillagok ritka és lenyűgöző tárgyak. Míg a Tejútrendszer összes csillaga galaxisunk középpontja körüli pályákon állandó mozgásban van, néhányuk másodpercenként száz kilométeres sebességre gyorsul fel. A múltban a csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy ezek a gyorsan mozgó csillagok a csillagok közeli távolságból történő áthaladásának vagy egy szupernóva következményei egy csillag társától.
Alig több mint egy évtizeddel ezelőtt a csillagászok a nagysebességű csillagok új osztályára lettek figyelmesek, amelyekről úgy vélik, hogy felgyorsultak a galaxis közepén található Nyilas A * szupermasszív fekete lyukkal való korábbi interakciók miatt. Ezek a csillagok nagyon fontosak a Tejút általános szerkezetének tanulmányozása szempontjából, mivel jelzik az események és erők sajátos típusait, amelyek a történelmüket alakították.
Ahogy Elena Maria Rossi, a holland Leiden Egyetemről, aki a cikk egyik szerzője, az ESA sajtóközleményében kifejtette:
„Ezek olyan csillagok, amelyek óriási távolságokat tettek meg a Galaxison, de a magjáig vezethetők - olyan sűrű és csillagközi gázok és porok által elhomályosított terület, amelyet általában nagyon nehéz megfigyelni -, így fontos információkkal szolgálnak a Tejút gravitációs mezőjéről. a központtól a külvárosáig."
Promóciós videó:
A galaxisban rohanó csillagok művészi koncepciója. Hitel: Európai Űrügynökség
Ilyen csillagok megtalálása nem könnyű feladat, nagyrészt azért, mert sebességük miatt rendkívül nehéz őket felismerni a Tejút hatalmas és zsúfolt korongján. Ennek eredményeként a tudósok fiatal, hatalmas csillagokra (2,5-4 naptömeg) támaszkodtak a Galaxis régi csillagpopulációjában. Alapvetően fiatal koruk és nagy tömegük azt jelzi, hogy ott nem keletkezhetnek.
A múltbeli sebességük és pályájuk mérésével kombinálva ez a módszer megerősítette a hipersebességű csillagok jelenlétét a múltban. Eddig azonban a tudósok csak 20 hipersebességű csillagot találtak, és mind fiatalok és masszívak voltak. A tudósok úgy vélik, hogy még sok más korú és tömegű csillag halad át a Tejúton ilyen nagy sebességgel, de korábban nem lehetett őket észlelni.
Ennek a problémának a megoldása érdekében egy európai kutatócsoport Tomasso Marchetti, a hollandiai Leiden Egyetem vezetésével kezdte mérlegelni, hogyan lehetne felhasználni a Gaia hatalmas adatkészletét a hipersebességű csillagok keresésének optimalizálására. Különböző módszerek tesztelése után ezekre a célokra adaptálták a neutronhálózatot, vagyis gépi tanulási algoritmust alkalmaztak a Gaia csillagszámlálási adatok keresésére a gyűjtési folyamat során.
2016 első felétől kezdődően a csapat megkezdte a program fejlesztését és képzését az első Gaia adatközlés előkészítésére, amely néhány hónappal később, 2016. szeptember 14-én történt. Tomasso Marchetti, a Leideni Egyetem végzős hallgatója a következőképpen írta le a folyamatot:
„Végül úgy döntöttünk, hogy mesterséges neutronhálózatot használunk - az agyunk működésének szimulációjára tervezett szoftvert. Megfelelő „képzéssel” megtanulhat bizonyos tárgyakat vagy mintákat felismerni egy hatalmas adatkészletben. Esetünkben arra tanítottuk, hogy a Gaia által összeállított csillagsebességű sztárokban keressen hipersebességű csillagokat.
Az ESO Nagyon nagy teleszkópja által felfedezett hipersebességű csillag művészi ábrázolása. Hitel: Európai Déli Obszervatórium
Az első adatok egy több mint egymillió csillag helyét bemutató térkép mellett két millió csillag távolságának és mozgásának kis katalógusát tartalmazták. Ez a "Tycho-Gaia asztrometrikus megoldás (TGAS)" című katalógus a Gaia és a Hipparcos küldetések adatait egyesítette.
A katalógus megjelenésének napján Marchetti és csapata kétmillió csillagon futtatott egy algoritmust a TGAS-on belül, ami érdekes megállapításokhoz vezetett. "Csak egy óra alatt a mesterséges agy már 20 000 potenciális nagysebességű csillagra, 1% -ra csökkentette az adatkészletet" - mondta Rossi. "A további kiválasztás, beleértve csak a távolságot és a mozgást bizonyos mérési pontossággal, akár 80 jelöltet is behozott."
A csapat ezt követően részletesebben tanulmányozta ezt a 80 csillagot, és összehasonlította mozgásinformációikat más katalógusok adataival. További megfigyelésekkel kombinálva végül hat csillagot találtak, amelyek a jelek szerint 360 km / s-nál gyorsabban mozognak. Egyikük sebessége meghaladja az 500 km / s-ot is, ami azt jelenti, hogy már nem köti Tejútrendszerünk gravitációja, és végül elhagyja azt.
De ennek a leletnek talán a legfontosabb szempontja, hogy ezek a csillagok nem különösebben masszívak, mint az előző 20, amelynek tömege összehasonlítható volt a Napunk tömegével. Ezenkívül az 5 lassabb csillag valószínűleg az egész vizsgálat középpontjába kerül, mivel a tudósok meg akarják állapítani, mi tartja vissza őket. Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy a galaxis sötét anyaga felelős ezért a kölcsönhatásért.
Gaia első égtérképe. Hitel: ESA / Gaia / DPAC, A. Moitinho & M. Barros (CENTRA - Lisszaboni Egyetem), a DPAC nevében
Mivel a TGAS sok szempontból csak a töredéke volt a Gaia hatalmas és értékes adatainak, ez a tanulmány bemutatja a lehetséges kutatási felfedezéseket. A csillagok milliárdjainak adatai alapján a csillagászok minden bizonnyal csodálatos új ismereteket fedeznek fel Tejútrendszerünk dinamikájáról és az azt létrehozó erőkről.
Ennek érdekében Marchetti és csapata finomítja szoftverét, hogy kezelje a sokkal nagyobb adatállományt, amely várhatóan 2018 áprilisában jelenik meg. Ez a katalógus több mint egymillió csillag távolságát és mozgását, valamint egy adott részhalmaz sebességét tartalmazza. Ebből a csapat megtudja, hogy a Tejútban gyorsan mozgó csillagok sokkal gyakoribbak, mint azt korábban gondolták.
És feltétlenül nézze meg ezt a videót, amely bemutatja az ESA újonnan felfedezett gyorsan mozgó csillagainak pályáját: