În 2013, Agenția Spațială Europeană a lansat Gaia nave spațiale. Ca succesor la Hipparcos misiune, acest observațional spațial a petrecut ultimii trei ani și jumătate adunând date despre cosmos. Înainte de a ieși la pensie anul viitor (deși misiunea ar putea fi extinsă), aceste informații vor fi folosite pentru a construi cea mai mare și precisă hartă astronomică 3D creată vreodată.
Pe parcursul cercetării cosmosului, Gaia a dezvăluit și câteva lucruri foarte interesante pe parcurs. De exemplu, după examinarea Gaia catalog cu o rețea neuronală artificială special concepută, o echipă de cercetători europeni a detectat recent șase stele noi de hipervelocitate pe Calea Lactee. Și una dintre aceste stele se mișcă atât de repede încât, în cele din urmă, poate părăsi galaxia noastră.
Studiul lor - intitulat „O rețea neuronală artificială pentru descoperirea stelelor hipervelocității: candidații din Gaia DR1 / TGAS” - a fost publicat recent în Avize lunare ale Royal Astronomical Society. A fost prezentat la sfârșitul lunii trecute la Săptămâna Europeană a Astronomiei și Științei Spațiului, care a avut loc între 26 și 30 iunie la Praga, Republica Cehă.
Stelele de hipervelocitate sunt un lucru rar și fascinant. În timp ce toate stelele din Calea Lactee sunt în mișcare constantă, orbitând în jurul centrului galaxiei noastre, unele sunt accelerate până la viteze de până la sute de kilometri pe secundă. În trecut, astronomii au dedus că aceste stele care se mișcă rapid sunt rezultatul unei întâlniri stelare apropiate sau a unei explozii de supernova a unui însoțitor stelar.
Și cu puțin peste un deceniu în urmă, astronomii au luat cunoștință de o nouă clasă de stele de mare viteză despre care se crede că au fost accelerate din interacțiunile din trecut cu gaura neagră supermassivă (Săgetătorul A *) care se află în centrul galaxiei noastre. Aceste stele sunt extrem de importante pentru studiul structurii de ansamblu a Căii Lactee, deoarece indică tipurile de evenimente și forțe care au modelat istoria acesteia.
Așa cum a explicat Elena Maria Rossi, de la Universitatea Leiden din Olanda și unul dintre coautorii de pe hârtie, într-un comunicat de presă al ESA:
“Acestea sunt stele care au parcurs distanțe mari prin Galaxie, dar care pot fi urmărite în miezul său - o zonă atât de densă și întunecată de gazul și praful interstelar, încât în mod normal este foarte greu de observat - astfel încât acestea furnizează informații cruciale despre câmpul gravitațional al Calea Lactee de la centru la periferie.“
Găsirea unor astfel de stele nu este o sarcină ușoară, mai ales că viteza lor le face extrem de dificil de reperat în discul vast și aglomerat al Căii Lactee. Drept urmare, oamenii de știință s-au bazat pe căutarea unor stele tinere, masive (2,5 până la 4 mase solare) în vechea populație stelară din Galactic. Practic, vârsta lor fragedă și masele mari sunt indicii că ar putea să nu își fi avut originea acolo.
Combinată cu măsurătorile de viteze și căi ale trecutului lor, această metodă a confirmat existența stelelor de hipervelocitate în trecut. Cu toate acestea, până în prezent, doar 20 de stele de hipervelocitate au fost observate și toate au fost tinere și masive în natură. Oamenii de știință cred că multe alte stele din alte vârste și mase sunt, de asemenea, accelerate prin Calea Lactee, dar anterior nu au putut să le localizeze.
Pentru a aborda acest lucru, echipa europeană - condusă de Tomasso Marchetti de la Universitatea Leiden din Olanda - a început să ia în considerare modul de utilizare GaiaVastul set de date pentru optimizarea căutării mai multor stele de hipervelocitate. După ce au testat diferite metode, au adoptat abordarea netă neurală artificială - adică folosind un algoritm de învățare automată - pentru a căuta prin datele recensământului stelelor Gaia este în proces de adunare.
Începând din prima jumătate a anului 2016, echipa a început să dezvolte și să antreneze acest program pentru a fi gata pentru prima lansare a Gaia date - care au apărut câteva luni mai târziu pe 14 septembrie 2016. După cum a declarat Tommaso Marchetti, doctorand la Universitatea Leiden, procesul:
„La final, am ales să folosim o rețea neuronală artificială, care este un software conceput pentru a imita modul în care funcționează creierul nostru. După o „pregătire” corespunzătoare, poate învăța să recunoască anumite obiecte sau modele într-un set de date imens. În cazul nostru, l-am învățat să localizeze stele de hipervelocitate într-un catalog stelar precum cel compilat cu Gaia. ”
Pe lângă o hartă cu pozițiile de peste un miliard de stele, această primă versiune de date a inclus un catalog mai mic cu distanțele și mișcările pentru două milioane de stele. Acest catalog - cunoscut sub numele de soluția astrometrică Tycho-Gaia (TGAS) - a combinat date atât din primul an al Gaia misiune și cu date din Hipparcos misiune și este în esență un gust al ceea ce vine Gaia.
În ziua lansării catalogului, Marchetti și echipa sa și-au pus algoritmul pe cele două milioane de stele din TGAS, care au dezvăluit câteva descoperiri interesante. "În doar o oră, creierul artificial a redus deja setul de date la aproximativ 20 000 de stele potențiale de mare viteză, reducându-și dimensiunea la aproximativ 1%", a spus Rossi. „O selecție suplimentară, incluzând doar măsurători peste o anumită precizie în distanță și mișcare, a dus la scăderea a 80 de stele candidate.
Apoi, echipa a examinat aceste 80 de stele mai detaliat și a comparat informațiile despre mișcările lor cu datele din alte cataloage. Împreună cu observații suplimentare, au găsit în cele din urmă șase stele care păreau să se miște mai repede de 360 km / s. S-a părut chiar că depășește 500 km / s, ceea ce înseamnă că nu mai este legat de gravitatea căii noastre lactee și, în cele din urmă, o va părăsi cu totul.
Dar poate că aspectul semnificativ al acestei descoperiri este faptul că aceste stele nu sunt deosebit de masive ca cele 20 anterioare care au fost descoperite și au fost comparabile în masă cu Soarele nostru. În plus, cele 5 stele mai lente sunt susceptibile să devină un punct focal de studiu, deoarece oamenii de știință sunt dornici să determine ce le-a încetinit. O posibilă explicație este că interacțiunea cu materia întunecată a galaxiei ar fi putut fi responsabilă.
Întrucât TGAS a fost doar o indicație timpurie a datelor vaste și valoroase Gaia în cele din urmă, acest studiu va prezenta tipurile de descoperiri și cercetări pe care le vor permite aceste date. Prin nu numai 2 milioane, ci un miliard de stele de studiat, astronomii sunt siguri că vor dezvălui multe lucruri noi și interesante despre dinamica Căii Lactee noastre și despre tipurile de forțe care au format-o.
În acest scop, Marchetti și echipa sa își modernizează programul pentru a gestiona setul de date mult mai mare, care este programat să fie lansat în aprilie 2018. Acest catalog va include distanța și mișcările pentru peste un miliard de stele, precum și viteze pentru un subsetul specific. Din aceasta, echipa poate descoperi că stelele cu mișcare rapidă care sunt pornite de pe Calea Lactee sunt mult mai comune decât se credea anterior.
Și asigurați-vă că vă puteți bucura de acest videoclip care arată căile acestor șase vedete în mișcare rapidă recent descoperite, prin amabilitatea ESA:
