2013. aastal käivitas Euroopa Kosmoseagentuur Gaia kosmoselaevad. Kui Hipparcos Kosmosevaatluskeskus on viimased kolm ja pool aastat veetnud kosmose kohta andmeid kogudes. Enne järgmise aasta pensionile jäämist (ehkki missiooni võiks pikendada) kasutatakse seda teavet kõigi aegade suurima ja täpseima 3D-astronoomilise kaardi konstrueerimiseks.
Kosmose ülevaatamise käigus on Gaia paljastanud ka tee peal väga huvitavaid asju. Näiteks pärast Gaia Spetsiaalselt loodud tehisnärvivõrguga kataloogi abil tuvastas Euroopa teadlaste meeskond Linnutee ääres hiljuti kuus uut hüperrajatuse tähte. Ja üks neist tähtedest liigub nii kiiresti, et võib lõpuks meie galaktikast lahkuda.
Nende uurimus pealkirjaga “Kunstlik närvivõrk ülivõimsate tähtede avastamiseks: kandidaadid Gaia DR1 / TGAS-is” avaldati hiljuti ajakirjas Kuningliku Astronoomiaühingu igakuised teated. Seda esitleti eelmise kuu lõpus Euroopa astronoomia- ja kosmoseteaduse nädalal, mis toimus 26. juunist 30. juunini Tšehhi Vabariigis Prahas.
Ülitäpsuse tähed on haruldane ja põnev asi. Kui kõik Linnutee tähed on pidevas liikumises, tiirlevad ümber meie galaktika keskpunkti, kiirendatakse mõnel kiirust kuni sadade kilomeetriteni sekundis. Varem on astronoomid järeldanud, et need kiiresti liikuvad tähed on tähekaaslase lähedase kohtumise või supernoova plahvatuse tagajärg.
Ja veidi rohkem kui kümmekond aastat tagasi said astronoomid teada uuest kiiretähtede klassist, mille kohta arvatakse, et seda on kiirendatud varasematest koosmõjudest meie galaktika keskel asuva supermassiivse musta auguga (Ambur A *). Need tähed on Linnutee üldise struktuuri uurimisel äärmiselt olulised, kuna need osutavad sündmuste ja jõudude liikidele, mis on selle ajaloo kujundanud.
Nagu Elena Maria Rossi Hollandi Leideni ülikoolist ja üks paberil olnud kaasautoreid selgitas ESA pressiteates:
“Need on tähed, mis on Galaktikast läbi sõitnud suuri vahemaid, kuid mida on võimalik jälgida selle tuumani - ala, mis on nii tihe ja tähtedevahelise gaasi ning tolmu varjatud, et seda on tavaliselt väga raske jälgida -, nii et nad annavad olulist teavet gravitatsioonivälja kohta Linnutee keskelt ääremaale.“
Selliste tähtede leidmine pole lihtne ülesanne, peamiselt seetõttu, et nende kiirus muudab neid Linnutee ulatuslikus ja rahvarohkes kettaosas äärmiselt raskesti märgatavaks. Selle tulemusel on teadlased lootnud Galaktika vanast tähepopulatsioonist noorte massiivsete tähtede (2,5–4 Päikese massi) otsimist. Põhimõtteliselt on nende noor vanus ja suured massid märk sellest, et nad poleks võib-olla sealt pärit.
See meetod koos nende varasemate kiiruste ja radade mõõtmisega on kinnitanud minevikus ülitähtsate tähtede olemasolu. Kuid tänaseks on märgatud vaid 20 hüperlahenduslikku tähte ja nad kõik on olnud oma olemuselt noored ja massilised. Teadlased usuvad, et Linnutee kaudu kiirendatakse ka veel palju teisi vanuseastmeid ja masse, kuid ei suutnud neid varem märgata.
Selle lahendamiseks asus Hollandi Leideni ülikooli Tomasso Marchetti juhitud Euroopa meeskond kaaluma, kuidas kasutada GaiaTohutu andmestik, et optimeerida suuremate tähtede otsingut. Pärast mitmesuguste meetodite katsetamist võtsid nad täheloenduse andmete otsimiseks kasutusele kunstliku närvivõrgu lähenemise - st kasutades masinõppe algoritmi. Gaia on kogumisprotsessis.
Alates 2016. aasta esimesest poolest hakkas meeskond seda programmi arendama ja koolitama, et olla valmis programmi esimeseks väljaandmiseks Gaia andmed - mis leidsid aset mõni kuu hiljem, 14. septembril 2016. Nagu kirjeldas protsessi Leideni ülikooli doktorant Tommaso Marchetti:
„Lõpuks otsustasime kasutada kunstlikku närvivõrku, mis on tarkvara, mis on loodud meie aju töö jäljendamiseks. Pärast korralikku koolitust saab see teada, kuidas ära tunda suuri objekte või mustreid tohutus andmestikus. Meie puhul õpetasime seda üles märkima ülitähtsate tähtede tähekataloogis nagu Gaia koostatud kataloogis. ”
Lisaks kaardile, milles oli üle miljardi tähe, oli selles esimeses andmeväljaandes ka väiksem kataloog kahe miljoni tähe kauguste ja liikumistega. See kataloog - mida tuntakse Tycho-Gaia astromeetrilise lahendusena (TGAS) - ühendas andmed Gaia missioon ja andmed Hipparcos missioon ja on põhimõtteliselt maitse sellest, mis tulema peab Gaia.
Kataloogi avaldamise päeval jooksid Marchetti ja tema meeskond algoritmi TGAS-i kahel miljonil tähel, mis paljastas mõned huvitavad leiud. "Vaid ühe tunni jooksul oli tehisaju juba vähendanud andmestiku umbes 20 000 potentsiaalse kiiretärnini, vähendades selle suurust umbes 1% -ni," ütles Rossi. "Edasine valik, mis hõlmas ainult mõõtmisi, mis ületasid teatud täpsust vahemaa ja liikumise osas, viis selle kandidaaditäheni 80-ni."
Seejärel uuris meeskond neid 80 tähte täpsemalt ja võrdles nende liikumist käsitlevat teavet teiste kataloogide andmetega. Lisaks täiendavatele vaatlustele leidsid nad lõpuks kuus tähte, mis näisid liikuvat kiiremini kui 360 km / s. Tundub, et üks kiirus ületab 500 km / s, mis tähendab, et see pole enam seotud meie Linnutee raskusega ja jätab selle lõpuks täielikult.
Kuid võib-olla on selle leidu oluliseks küljeks asjaolu, et need tähed pole eriti massiivsed nagu eelmised 20 avastatud ja olid massiliselt võrreldavad meie Päikesega. Lisaks saavad 5 aeglasemast tähest tõenäoliselt uuringu keskpunkt, kuna teadlased otsivad innukalt, mis neid aeglustas. Üks võimalik seletus on see, et vastutav võib olla vastastikmõju galaktika tumeda ainega.
TGAS on lihtsalt olnud tohutu ja väärtusliku teabe varajane märk Gaia lõpuks see uuring tutvustab erinevaid avastusi ja uuringuid, mida need andmed võimaldavad. Uurides mitte ainult 2 miljoni, vaid miljardi tähega, paljastavad astronoomid kindlasti palju uut ja põnevat meie Linnutee dünaamika ja seda kujundanud jõudude kohta.
Sel eesmärgil täiendavad Marchetti ja tema meeskond oma programmi, et käsitleda palju suuremat andmekogumit, mis on kavas avaldada 2018. aasta aprillis. See kataloog sisaldab vahemaad ja liikumisi enam kui miljardi tähte, aga ka kiirusi konkreetne alamhulk. Selle põhjal võib meeskond leida, et kiiresti liikuvad tähed, mida Linnutee alt välja tõstetakse, on palju tavalisemad, kui seni arvati.
Ja kindlasti naudi seda videot, mis näitab nende kuue äsja avastatud kiirelt liikuva tähe rada, ESA viisakalt:
