2013. aastal käivitas Euroopa Kosmoseagentuur Gaia kosmoseaparaadi. Missiooni Hipparcos järeltulijana on see kosmose vaatluskeskus viimased kolm ja pool aastat kulutanud kosmose kohta teavet. Enne missiooni lõppu järgmisel aastal (ehkki seda võiks pikendada) kasutatakse saadud teavet kõige suurema ja täpsema 3D-astronoomilise kaardi koostamiseks.
Kosmose uuringu käigus avastas Gaia ka mitu huvitavat. Näiteks pärast spetsiaalselt loodud kunstliku närvivõrguga Gaia kataloogi uurimist leidis Euroopa teadlaste meeskond hiljuti Linnuteelt kuus uut hüperkiiret tähte. Ja üks neist tähtedest liigub nii kiiresti, et võib lõpuks meie galaktikast lahkuda.
Nende uurimistöö pealkirjaga „Kunstnärvivõrk hüpervelokulaarsete tähtede avastamiseks: kandidaadid Gaia DR1 / TGAS-is” avaldati hiljuti ajakirjas Monthly Notices Kuninglik Astronoomia Selts. Seda esitleti ka eelmise kuu lõpus "Euroopa astronoomia- ja kosmoseteaduste nädalal", mis toimus 26. – 30. Juunil Tšehhi Vabariigis Prahas.
Gaia teleskoobi kunstiline kontseptsioon Linnutee taustal, Credit: ESA / ATG medialab; taust: ESO / S. Brunier
Hüperkohalikkuse tähed on haruldased ja põnev objektid. Kui kõik Linnutee tähed on pidevas liikumises orbiidil meie galaktika keskme ümber, kiirenevad mõned neist kiiruseks sadade kilomeetrite sekundis. Varem on astronoomid jõudnud järeldusele, et need kiiresti liikuvad tähed on tingitud tähtede möödumisest lähedalt või supernoovast tähekaaslaselt.
Ja veidi üle kümne aasta tagasi said astronoomid teada uuest kiiretähtede klassist, mis arvatavasti on kiirenenud varasemast suhtlemisest galaktika keskmes asuva ülimassiivse musta auku Ambur A * -ga. Need tähed on Linnutee üldise struktuuri uurimisel väga olulised, kuna nad näitavad konkreetset tüüpi sündmusi ja jõude, mis on nende ajalugu kujundanud.
Nagu Elena Maria Rossi Hollandi Leideni ülikoolist, kes on üks artikli autoritest, selgitas ESA pressiteates:
„Need on tähed, mis on läbi galaktika läbinud tohutu kauguse, kuid on jälgitavad selle tuumani - piirkonda, mis on nii tihe ja tähtedevahelise gaasi ja tolmu poolt varjatud, et seda on tavaliselt väga raske jälgida -, nii et nad annavad meile olulist teavet Linnutee gravitatsioonivälja kohta. kesklinnast äärelinna."
Reklaamvideo:
Galaktikat kihutavate tähtede kunstiline kontseptsioon. Krediit: Euroopa Kosmoseagentuur
Selliste tähtede leidmine ei ole lihtne ülesanne, paljuski seetõttu, et nende kiirus muudab neid Linnutee tohutul ja tihedalt täidetud kettal äärmiselt raskesti tuvastatavaks. Selle tulemusel on teadlased tuginenud Galaktika vanas tähepopulatsioonis asuvatele suurtele suurtähtedele (2,5–4 päikesemassi). Põhimõtteliselt on nende noor vanus ja suur mass näitajad, et neid seal tekkida ei saa.
Koos nende varasemate kiiruste ja trajektooride mõõtmisega kinnitas see meetod hüperkiirete tähtede olemasolu minevikus. Kuid seni on teadlased leidnud ainult 20 hüperkiiret tähte ja nad kõik olid noored ja massiivsed. Teadlased usuvad, et Linnutee kaudu liigub nii suurel kiirusel veel palju teisi vanuseid ja massiga tähti, kuid neid ei olnud varem võimalik tuvastada.
Selle probleemi lahendamiseks on Euroopa teadlaste meeskond Tomasso Marchetti juhtimisel Leideni ülikoolist Hollandis hakanud kaaluma, kuidas kasutada Gaia tohutut andmekogumit ülikiirete tähtede otsingu optimeerimiseks. Pärast erinevate meetodite katsetamist kohandasid nad nendel eesmärkidel neutronvõrgu, st kasutasid masinõppe algoritmi, et otsida kogumisprotsessi ajal Gaia tähe loendusandmeid.
Alates 2016. aasta esimesest poolest hakkas meeskond seda programmi välja töötama ja koolitama, et valmistuda esimeseks Gaia andmete väljaandmiseks, mis juhtus mõni kuu hiljem, 14. septembril 2016. Leideni ülikooli kraadiõppur Tomasso Marchetti kirjeldas protsessi järgmiselt:
"Lõpuks otsustasime kasutada kunstlikku neutronivõrku - tarkvara, mis on loodud meie aju töö simuleerimiseks. Õige "koolituse" abil saab see õppida ära tundma teatud objekte või mustreid tohutul hulgal andmekogumis. Meie puhul õpetasime teda otsima hüperkiirusega tähti tähekataloogist, nagu Gaia koostatud.
ESO väga suure teleskoobi abil avastatud hüperkiiretähe kunstiline esitus. Krediit: Euroopa Lõuna vaatluskeskus
Esimesed andmed sisaldasid lisaks enam kui miljardi tähe asukohaga kaardile ka väikest kahe miljoni tähe kauguste ja liikumiste kataloogi. Selles kataloogis pealkirjaga "Tycho-Gaia astromeetriline lahus (TGAS)" ühendati Gaia ja Hipparcose missioonide andmed.
Kataloogi avaldamise päeval käivitas Marchetti ja tema meeskond TGAS-is kahe miljoni tähe algoritmi, mis viis huvitavate leidudeni. "Vaid ühe tunniga on tehisaju vähendanud andmekogumit juba 20 000 potentsiaalse kiiretäheni, ulatudes 1% -ni," ütles Rossi. "Edasine valik, hõlmates ainult kaugust ja liikumist teatud mõõtetäpsusega, tõi kohale koguni 80 kandidaatstaari."
Seejärel uuris meeskond neid 80 tähte üksikasjalikumalt ja võrdles nende liikumisteavet teiste kataloogide andmetega. Koos täiendavate vaatlustega leidsid nad lõpuks kuus tähte, mis näivad liikuvat kiiremini kui 360 km / s. Ühel neist on isegi kiirus üle 500 km / s, mis tähendab, et teda ei seo enam meie Linnutee raskusjõud ja ta lõpuks lahkub.
Kuid võib-olla on selle leiu kõige olulisem aspekt see, et need tähed pole eriti massilised, nagu eelmised 20, mille mass oli võrreldav meie Päikese massiga. Lisaks saavad 5 aeglasemat tähte tõenäoliselt kogu uuringu keskpunktiks, kuna teadlased soovivad kindlaks teha, mis neid tagasi hoiab. Üks võimalik seletus on see, et galaktika tumeaine vastutab selle interaktsiooni eest.
Gaia esimene taevakaart. Autorid: ESA / Gaia / DPAC, A. Moitinho & M. Barros (CENTRA - Lissaboni ülikool), DPAC nimel
Kuna TGAS oli paljuski vaid väike osa Gaia tohututest ja väärtuslikest andmetest, näitab see uuring selliseid uurimisavastusi, mis on võimalikud. Miljardite tähtede andmete põhjal avastavad astronoomid kindlasti hämmastavaid uusi teadmisi meie Linnutee dünaamikast ja selle loonud jõududest.
Selleks viimistleb Marchetti ja tema meeskond oma programmi palju suurema andmekogumi käsitsemiseks, mis peaks ilmuma eeldatavasti 2018. aasta aprillis. See kataloog sisaldab vahemaid ja liikumisi enam kui miljardi tähe jaoks, samuti konkreetse alamhulga kiirusi. Sellest saab meeskond teada, et Linnuteel on kiiresti liikuvad tähed palju tavalisemad, kui seni arvati.
Ja vaadake kindlasti seda videot, mis näitab nende hiljuti avastatud ESA kiirelt liikuvate tähtede trajektoore:
