През 2013 г. Европейската космическа агенция стартира Gaia космически кораб. Като наследник на хипаркос Мисия, тази космическа обсерватория е прекарала последните три години и половина в събиране на данни за Космоса. Преди да се оттегли някъде следващата година (въпреки че мисията може да бъде разширена), тази информация ще бъде използвана за изграждането на най-голямата и най-прецизна 3D астрономическа карта, създавана някога.
В хода на изследването на Космоса Гая също разкри някои много интересни неща по пътя. Например след изследване на Gaia каталог със специално проектирана изкуствена невронна мрежа, екип от европейски изследователи откриха наскоро шест нови звезди на хипервластта в Млечния път. И една от тези звезди се движи толкова бързо, че в крайна сметка може да напусне нашата галактика.
Тяхното проучване, озаглавено „Изкуствена невронна мрежа за откриване на звезди на хиперведомственост: кандидати в Gaia DR1 / TGAS“ - беше публикувано наскоро в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество. Той беше представен в края на миналия месец на Европейската седмица на астрономията и космическата наука, която се проведе от 26 до 30 юни в Прага, Чехия.
Звездите на хипервероятността са рядко и завладяващо нещо. Докато всички звезди в Млечния път са в постоянно движение, орбитират около центъра на нашата галактика, някои от тях се ускоряват със скорост до стотици километри в секунда. В миналото астрономите са заключили, че тези бързо движещи се звезди са резултат от близка звездна среща или експлозия на свръхнова звезда.
И преди малко повече от десетилетие астрономите станаха наясно с нов клас високоскоростни звезди, за които се смята, че са ускорени от минали взаимодействия със свръхмасивната черна дупка (Стрелец А *), която седи в центъра на нашата галактика. Тези звезди са изключително важни за изследването на цялостната структура на Млечния път, тъй като те са показателни за видовете събития и сили, които са формирали нейната история.
Както Елена Мария Роси, от университета в Лайден в Холандия и един от съавторите на документа, обясни в съобщение до ESA:
“Това са звезди, които са изминали големи разстояния през Галактиката, но могат да бъдат проследени до нейното ядро - област, толкова гъста и затъмнена от междузвезден газ и прах, че обикновено е много трудно да се наблюдават - така че те дават решаваща информация за гравитационното поле на Млечния път от центъра до покрайнините му.“
Намирането на такива звезди не е лесна задача, главно защото скоростта им ги прави изключително трудни за забелязване в обширния и претъпкан диск на Млечния път. В резултат на това учените разчитат да търсят млади, масивни звезди (2,5 до 4 слънчеви маси) в старото звездно население на Галактиката. По принцип тяхната млада възраст и високите маси са признаци, че може би не са произлезли оттам.
В съчетание с измервания на миналите им скорости и пътища, този метод потвърди съществуването на звезди на хипервелозите в миналото. Към днешна дата обаче са забелязани само 20 звезди на хипервластта и всички те са били млади и масови по природа. Учените смятат, че много повече звезди от други епохи и маси също се ускоряват през Млечния път, но преди това не са успели да ги забележат.
За да се справи с това, европейският екип, воден от Томасо Марчетти от университета в Лайден в Холандия, започна да обмисля как да използва GaiaОбширен набор от данни, за да се оптимизира търсенето на повече звезди на хипервластта. След тестване на различни методи, те възприеха подхода на изкуствената невронна мрежа - т.е. използвайки алгоритъм за машинно обучение - за търсене чрез данните от преброяването на звездите Gaia е в процес на събиране.
В началото на първата половина на 2016 г. екипът започва да разработва и обучава тази програма, за да бъде готова за първото издание на Gaia данни - възникнали няколко месеца по-късно на 14 септември 2016 г. Както Томазо Марчетти, докторант от университета в Лайден, описа процеса:
„В крайна сметка решихме да използваме изкуствена невронна мрежа, която е софтуер, създаден да имитира как работи мозъкът ни. След правилното „обучение“, той може да научи как да разпознава определени обекти или модели в огромен набор от данни. В нашия случай го научихме да забелязва звезди на свръхзвучност в звезден каталог като този, съставен с Гая. "
В допълнение към карта с позициите на над милиард звезди, това първо издание на данни включва по-малък каталог с разстоянията и движенията за два милиона звезди. Този каталог - известен като астрометричен разтвор на Tycho-Gaia (TGAS) - комбинира данни от двете години на първата Gaia мисия и с данни от хипаркос мисия и по същество е вкус от това, което идва Гея.
В деня на излизането на каталога, Marchetti и неговият екип пуснаха алгоритъма си върху двата милиона звезди в TGAS, които разкриха някои интересни находки. „Само за един час изкуственият мозък вече беше намалил набора от данни до около 20 000 потенциални високоскоростни звезди, намалявайки размера му до около 1%,“ каза Роси. „Допълнителна селекция, включваща само измервания над определена точност на разстояние и движение, сведе това до 80 кандидат-звезди.“
След това екипът разгледа по-подробно тези 80 звезди и сравни информацията за техните движения с данни от други каталози. В съчетание с допълнителни наблюдения, в крайна сметка откриха шест звезди, които изглежда се движат по-бързо от 360 км / сек. Един дори се оказа над 500 км / с, което означава, че вече не е обвързан от гравитацията на нашия Млечен път и в крайна сметка ще го остави напълно.
Но може би най-важният аспект на тази находка е фактът, че тези звезди не са особено масивни като предишните 20, които бяха открити и бяха масово сравними с нашето Слънце. В допълнение, 5-те по-бавни звезди вероятно ще се превърнат във фокусна точка на изследване, тъй като учените са нетърпеливи да определят какво ги е забавило. Едно от възможните обяснения е, че взаимодействието с тъмната материя на галактиката може да е отговорно.
До голяма степен, тъй като TGAS е само ранен индикатор за огромните и ценни данни Gaia в крайна сметка ще предостави това проучване показва видовете открития и изследвания, които тези данни ще позволят. С не само 2 милиона, а милиард звезди за изучаване, астрономите със сигурност ще разкрият много нови и вълнуващи неща за динамиката на нашия Млечен път и видовете сили, които са го оформили.
За тази цел Marchetti и неговият екип надграждат програмата си за справяне с много по-големия набор от данни, който се планира да излезе през април 2018 г. Този каталог ще включва разстояние и движения за над милиард звезди, както и скорости за специфичен подмножество От това екипът може да открие, че бързо развиващите се звезди, които се зареждат от Млечния път, са много по-често срещани, отколкото се смяташе досега.
И не забравяйте да се насладите на това видео, което показва пътищата на тези шест новооткрити бързо движещи се звезди, с любезното съдействие на ESA:
