2013 m. Europos kosmoso agentūra pradėjo Gaia erdvėlaivis. Kaip įpėdinis Hipparcos Ši kosmoso observatorija pastaruosius trejus su puse metų praleido rinkdama duomenis apie kosmosą. Prieš pasitraukiant kažkur kitais metais (nors misiją būtų galima pratęsti), ši informacija bus naudojama sudarant didžiausią ir tiksliausią kada nors sukurtą 3D astronominį 3D žemėlapį.
Tyrinėdama kosmosą, Gaia taip pat atskleidė keletą labai įdomių dalykų. Pavyzdžiui, ištyręs Gaia katalogą su specialiai sukurtu dirbtiniu nervų tinklu, Europos tyrinėtojų grupė neseniai Paukščių Take aptiko šešias naujas hipervilnio žvaigždes. Ir viena iš šių žvaigždžių juda taip greitai, kad galų gale gali palikti mūsų galaktiką.
Jų tyrimas pavadinimu „Dirbtinis neuroninis tinklas, leidžiantis atrasti hiperverslumo žvaigždes: kandidatai Gaijoje DR1 / TGAS“, neseniai buvo paskelbtas Mėnesiniai Karališkosios astronomijos draugijos pranešimai. Jis buvo pristatytas praėjusio mėnesio pabaigoje, Europos astronomijos ir kosmoso mokslo savaitėje, kuri vyko birželio 26–30 dienomis Prahoje, Čekijos Respublikoje.
Nepaprastai stiprios žvaigždės yra retas ir žavus dalykas. Kai visos Paukščių Tako žvaigždės juda nuolat, rutuliojasi aplink mūsų galaktikos centrą, kai kurios įsibėgėja iki šimtų kilometrų per sekundę greičio. Anksčiau astronomai padarė išvadą, kad šios greitai judančios žvaigždės yra artimo susidūrimo su žvaigždėmis arba žvaigždės kompaniono supernovos sprogimo rezultatas.
Ir šiek tiek daugiau nei prieš dešimtmetį astronomai sužinojo apie naują greitųjų žvaigždžių klasę, kuri, kaip manoma, buvo pagreitinta dėl ankstesnių sąveikų su supermasyviąja juodąja skyle (Šaulys A *), esančia mūsų galaktikos centre. Šios žvaigždės yra nepaprastai svarbios tiriant bendrą Pieno kelio struktūrą, nes jos nurodo įvykius ir jėgas, suformavusius jo istoriją.
Kaip ESA pranešime spaudai paaiškino Elena Maria Rossi iš Nyderlandų Leideno universiteto ir viena iš bendraautorių.
“Tai yra žvaigždės, nuvažiavusios didelius atstumus per Galaktiką, bet kurias galima atsekti iki jos branduolio - vietos, kuri tokia tanki ir užtemdyta tarpžvaigždinių dujų ir dulkių, kad paprastai ją labai sunku pastebėti - todėl jos suteikia svarbią informaciją apie gravitacinį lauką. Paukščių takas nuo centro iki jo pakraščio.“
Rasti tokias žvaigždes nėra lengva užduotis, daugiausia dėl to, kad dėl jų greičio jas labai sunku pastebėti didžiuliame ir perpildytame Paukščių Tako diske. Dėl to mokslininkai rėmėsi ieškodami jaunų masyvių žvaigždžių (nuo 2,5 iki 4 Saulės masių) iš senų galaktikų žvaigždžių. Iš esmės jų jaunas amžius ir didelė masė rodo, kad jie galbūt nėra kilę ten.
Šis metodas, suderintas su jų praeities greičio ir kelio matavimais, patvirtino, kad praeityje egzistavo hiperlengvumo žvaigždės. Tačiau iki šiol buvo pastebėta tik 20 hipervilingo žvaigždžių, ir jos visos buvo jauno ir masyvaus pobūdžio. Mokslininkai mano, kad per Pieno kelią taip pat įsibėgėja dar daugiau kitų amžių ir masių žvaigždžių, tačiau anksčiau negalėjo jų pastebėti.
Siekdama išspręsti šią problemą, Europos komanda, vadovaujama Tomasso Marchetti iš Leideno universiteto Nyderlanduose, pradėjo svarstyti, kaip naudotis GaiaPlatus duomenų rinkinys, skirtas optimizuoti didesnio ryškumo žvaigždžių paiešką. Išbandę įvairius metodus, jie pasinaudojo dirbtinio neuroninio tinklo metodu - t. Y. Naudodamiesi mašininio mokymosi algoritmu - ieškoti žvaigždžių surašymo duomenų. Gaia šiuo metu renkasi.
Pradedant pirmąjį 2016 m. Pusmetį, komanda pradėjo rengti ir mokyti šią programą, kad būtų pasirengusi pirmajai 2016 m Gaia duomenys - tai įvyko po kelių mėnesių, 2016 m. rugsėjo 14 d. Kaip aprašė procesą Leideno universiteto doktorantas Tommaso Marchetti:
„Galų gale mes nusprendėme naudoti dirbtinį nervų tinklą, kuris yra programinė įranga, skirta pamėgdžioti mūsų smegenų darbą. Po tinkamo „mokymo“ jis gali išmokti atpažinti tam tikrus objektus ar modelius didžiuliame duomenų rinkinyje. Mūsų atveju, mes išmokėme jį pastebėti hipervilgiškumo žvaigždes žvaigždžių kataloge, kaip kad buvo sudaryta su Gaia. “
Be žemėlapio, kuriame yra daugiau nei milijardas žvaigždžių, šiame pirmajame duomenų leidime buvo mažesnis katalogas su atstumais ir dviejų milijonų žvaigždžių judesiais. Šis katalogas - žinomas kaip Tycho-Gaia astrometrinis sprendimas (TGAS) - sujungė abiejų pirmųjų metų duomenis Gaia misija ir duomenys iš Hipparcos misija, ir iš esmės yra skonis to, kas iš to kyla Gaia.
Katalogo išleidimo dieną Marchetti ir jo komanda panaudojo algoritmą dviem milijonams TGAS žvaigždžių, kurie atskleidė keletą įdomių radinių. „Vos per valandą dirbtinės smegenys jau sumažino duomenų rinkinį iki maždaug 20 000 potencialių greitųjų žvaigždžių, sumažindamos jo dydį iki maždaug 1%“, - sakė Rossi. „Tolesnis pasirinkimas, apimantis tik matavimus, viršijančius tam tikrą atstumo ir judesio tikslumą, nulėmė 80 žvaigždžių kandidatų“.
Tuomet komanda išsamiau ištyrė šias 80 žvaigždžių ir palygino informaciją apie jų judesius su kitų katalogų duomenimis. Galiausiai jie rado šešias žvaigždes, kurios judėjo greičiau nei 360 km / s. Net atrodė, kad vienas važiavimo greitis viršija 500 km / s, o tai reiškia, kad jis nebepriklauso mūsų Paukščių Tako sunkumui ir ilgainiui jį visiškai paliks.
Bet turbūt reikšmingas šio radinio aspektas yra tas, kad šios žvaigždės nėra ypač masyvios, kaip ankstesnės 20, kurios buvo atrastos, ir masiškai buvo panašios į mūsų Saulę. Be to, 5 lėtesnės žvaigždės greičiausiai taps židinio tašku, nes mokslininkai nori nustatyti, kas juos sulėtino. Vienas galimas paaiškinimas yra tas, kad galėjo būti atsakinga sąveika su galaktikos tamsiąja materija.
TGAS buvo tik ankstyvas didžiulės ir vertingos informacijos nuorodos Gaia galų gale pateiks, šis tyrimas pateikia atradimų ir tyrimų, kuriuos šie duomenys įgalins, rūšis. Tyrinėdami ne tik 2 milijonus, bet ir milijardą žvaigždžių, astronomai tikrai atskleis daug naujų ir įdomių dalykų apie mūsų Paukščių Tako dinamiką ir jį formuojančias jėgas.
Šiuo tikslu Marchetti ir jo komanda atnaujina savo programą, kad galėtų tvarkyti daug didesnį duomenų rinkinį, kurį planuojama išleisti 2018 m. Balandžio mėn. Šiame kataloge bus daugiau nei milijardo žvaigždžių atstumas ir judesiai, taip pat greitis konkretus pogrupis. Todėl komandai gali paaiškėti, kad sparčiai populiarėjančios žvaigždės, kurios paleidžiamos iš Paukščių Tako, yra daug dažnesnės, nei manyta anksčiau.
Ir būtinai mėgaukitės šiuo vaizdo įrašu, kuriame pavaizduoti šių šešių naujai atrastų greitai judančių žvaigždžių keliai, sutikus su ESA:
