Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Среда, 23.08.2017, 05:15

Вселенная Сегодня » 2017 » Июль » 7 » «Гайя» нашла шесть звёзд, уносящихся из Млечного Пути

07.07.2017
«Гайя» нашла шесть звёзд, уносящихся из Млечного Пути
Автор: Matt Williams

Художественная концепция гиперскоростной звезды, покидающей Млечный Путь. Предоставлено: NASA.

В 2013 году Европейское Космическое Агентство запустило космический аппарат «Гайя» (Gaia). В качестве преемника миссии «Гиппарх» (Hipparcos), эта космическая обсерватория провела последние три с половиной года, собирая информацию о космосе. Прежде чем её миссия подойдёт к концу в следующем году (хотя её могут продлить), полученная информация будет использована для построения самой большой и наиболее точной астрономической 3D-карты.


В ходе съёмки космоса «Гайя» также обнаружила несколько интересных вещей. Например, после изучения каталога «Гайи» специально разработанной искусственной нейронной сетью, европейская команда исследователей недавно нашла шесть новых гиперскоростных звёзд в Млечном Пути. И одна из этих звёзд движется так быстро, что в конечном счёте может покинуть нашу галактику.

Их исследование под названием "An Artificial Neural Network to Discover Hypervelocity Stars: Candidates in Gaia DR1/TGAS” (пер.: «Искусственная нейронная сеть для обнаружения гиперскоростных звёзд: кандидаты в Gaia DR1/TGAS») недавно опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Также она была представлена в конце прошлого месяца на «Европейской неделе астрономии и космических наук», которая проходила с 26 по 30 июня в Праге, Чехия.

Художественная концепция телескопа «Гайя» на фоне Млечного Пути, Предоставлено: ESA/ATG medialab; фон: ESO/S. Brunier.

Гиперскоростные звёзды - это редкие и увлекательные объекты. В то время как все звёзды в Млечном Пути находятся в постоянном движении по орбитам вокруг центра нашей галактики, некоторые из них разгоняются до скоростей в сотни километров в секунду. В прошлом астрономы сделали вывод, что эти быстро движущиеся звёзды являются результатом прохода звёзд на близком друг от друга расстоянии или сверхновой звёздного компаньона.

И чуть более десяти лет назад астрономам стало известно о новом классе высокоскоростных звёзд, которые, как полагают, были ускорены от прошлых взаимодействий со сверхмассивной чёрной дырой Стрелец А*, которая находится в центре галактики. Эти звёзды очень важны для изучения общей структуры Млечного Пути, поскольку они они указывают на конкретные типы событий и сил, сформировавших их историю.

Как объяснила в пресс-релизе ЕКА Елена Мария Росси из Лейденского университета в Нидерландах, являющаяся одним из авторов статьи:

«Это звёзды, которые прошли огромные расстояния через Галактику, но могут быть отслежены до её ядра - области, настолько плотной и скрытой межзвёздным газом и пылью, что обычно её очень трудно наблюдать - так, что они предоставляют нам важную информацию о гравитационном поле Млечного Пути от центра до его окраин».

Художественная концепция звёзд, мчащихся через Галактику. Предоставлен: Европейское Космическое Агентство.

Обнаружение таких звёзд - это нелёгкая задача, во многом из-за того, что их скорость делает их чрезвычайно трудно обнаружимыми в огромном и переполненном диске Млечного Пути. В результате, учёные сделали ставку на молодые массивные звёзды (от 2,5 до 4 солнечных масс) в старой звёздной популяции Галактики. В основном, их молодой возраст и большая масса являются указателями на то, что они не могут возникнуть там.

В сочетании с измерениями их прошлых скоростей и траекторий, этот метод подтвердил наличие гиперскоростных звёзд в прошлом. Тем не менее, до сих пор учёные обнаружили всего лишь 20 гиперскоростных звёзд, и все они были молодые и массивные. Учёные считают, что через Млечный Путь движутся с такими высокими скоростями намного больше звёзд других возрастов и масс, но раньше их невозможно было обнаружить.

Для решения этой проблемы европейская команда исследователей, возглавляемая Томассо Марчетти из Лейденского университета в Нидерландах, начала рассматривать вопрос о том, как использовать обширный набор данных «Гайи» для оптимизации поиска гиперскоростных звёзд. После тестирования различных методов, они адаптировали для этих целей нейтронную сеть, то есть использовали алгоритм машинного обучения, для поиска среди данных звёздной переписи «Гайи» в процессе сбора.

Начиная с первой половины 2016 года, команда приступила к разработке и обучению этой программы для подготовки к первому релизу данных «Гайи», который произошёл несколько месяцев спустя,14 сентября 2016 года. Аспирант Лейденского университета Томассо Марчетти описал этот процесс следующим образом:

«В конце концов, мы решили использовать искусственную нейтронную сеть - программное обеспечение, предназначенное для имитации работы нашего мозга. После правильного «обучения», она может научиться распознавать определённые объекты или узоры в огромном наборе данных. В нашем случае мы обучали её искать гиперскоростные звёзды в звёздном каталоге, как тот, что составлен «Гайей».

Художественное представление гиперскоростной звезды, которая была обнаружена с помощью Очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории. Предоставлено: Европейская Южная Обсерватория.

В дополнение к карте с местоположениями более миллиарда звёзд, первые данные включали небольшой каталог с расстояниями и передвижениями двух миллионов звёзд. Этот каталог под названием «Tycho-Gaia Astrometric Solution (TGAS)» объединил данные миссий «Гайя» и «Гиппарх» (Hipparcos).

В день выхода каталога Марчетти и его команда запустили алгоритм на двух миллионах звёзд в пределах TGAS, что привело к интересным находкам. «Всего за один час искусственный мозг уже сократил набор данных до 20000 потенциальных высокоскоростных звёзд, уменьшив его до 1%», сообщил Росси. «Дальнейший отбор, включающий только  расстояния и передвижения с определённой точностью измерения, принёс целых 80 звёзд-кандидатов».

Затем команда более подробно изучила эти 80 звёзд и сравнила информацию об их передвижении с данными из других каталогов. В сочетании с дополнительными наблюдениями они, в конце концов, обнаружили шесть звёзд, которые, по всей видимости, движутся быстрее 360 км/с. Одна из них даже имеет скорость свыше 500 км/с, что означает, что она больше не связана гравитацией нашего Млечного Пути и, в конечном счёте, покинет его.

Но, пожалуй, самый важный аспект этой находки состоит в том, что эти звёзды не особенно массивны, как и предыдущие 20, масса которых была сопоставима с массой нашего Солнца. Кроме того, 5 более медленных звёзд вероятнее всего станут центром всего исследования, так как учёные хотят определить, что их тормозит. Одно из возможных объяснений заключается в том, что за это взаимодействие ответственна тёмная материя галактики.

Первая карта неба «Гайи». Предоставлено: ESA/Gaia/DPAC, A. Moitinho & M. Barros (CENTRA – University of Lisbon), от имени DPAC.

Так как TGAS во многом была лишь малой частью обширных и ценных данных «Гайи», это исследование демонстрирует то, какого рода открытия исследования будут возможны. С данными по миллиардам звёзд астрономы безусловно обнаружат новые удивительные знания о динамике нашего Млечного Пути и силах, его создавших.

 Для этой цели Марчетти и его команда совершенствуют свою программу для обработки гораздо большего набора данных, который планируют выпустить в апреле 2018 года. Этот каталог будет включать расстояния и движения для более миллиарда звёзд, а также скорости для определённого подмножества. Из него команда узнать о том, что быстро движущиеся звёзды в Млечном Пути - это гораздо более обычно явление, чем раньше считалось.

И обязательно посмотрите это видео, показывающее траектории движения этих недавно открытых быстро движущихся звёзд, от ЕКА:



Название прочитанной вами статьи "«Гайя» нашла шесть звёзд, уносящихся из Млечного Пути".

Похожие статьи:
Категория: Астрономические открытия | Просмотров: 413 | Теги: Млечный Путь, гиперскоростные звёзды | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]