Ερευνητές ίσως να έχουν βρει την απάντηση σε ένα ερώτημα δεκαετιών σχετικά με την εξέλιξη των γαλαξιών, αξιοποιώντας τη δύναμη της τεχνητής νοημοσύνης ώστε να επιταχύνουν την έρευνά τους.
Από το 1926 που ο Hubble κατέταξε τους γαλαξίες βάσει της μορφολογίας τους, οι αστρονόμοι βελτιώνουν διαρκώς την κατανόησή μας όσον αφορά την εξέλιξη και την μορφή τους, με την πρόοδο της τεχνολογίας να βοηθά αρκετά σε αυτό.
Μέχρι τη δεκαετία του 1970, οι ερευνητές είχαν βρει ότι οι μοναχικοί γαλαξίες τείνουν να έχουν σπειροειδή μορφή, ενώ αυτοί που ανήκουν σε σμήνη γαλαξιών είναι πιο πιθανό να εμφανίζουν μία πιο “λεία”, χωρίς ιδιαίτερα χαρακτηριστικά εικόνα· οι γνωστοί δηλαδή ελλειπτικοί και φακοειδείς γαλαξίες.
Μία νέα μελέτη με επικεφαλής τους αστρονόμους του “International Centre for Radio Astronomy Research” (ICRAR), που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, ίσως έχει αποκαλύψει την αιτία για αυτές τις διαφορές που παρατηρούμε στα σχήματα των γαλαξιών.
Ο Dr Joel Pfeffer, από το “University of Western Australia” (τμήμα του ICRAR), και κύριος συγγραφέας της μελέτης, λέει ότι η έρευνα εξηγεί την “σχέση μορφολογίας-πυκνότητας” — όπου οι ομαδοποιημένοι γαλαξίες εμφανίζονται χωρίς χαρακτηριστικά και πιο ομαλοί από τους μονήρεις ομολόγους τους.
«Ανακαλύψαμε ότι συμβαίνουν κάποια διαφορετικά πράγματα όταν έχουμε πολλούς γαλαξίες συγκεντρωμένους», εξηγεί.
«Οι σπειροειδείς βραχίονες στους γαλαξίες είναι ιδιαίτερα ευάλωτοι, και καθώς προχωράμε σε υψηλότερες πυκνότητες μέσα στα σμήνη γαλαξιών, οι σπειροειδείς γαλαξίες αρχίζουν να χάνουν το αέριο τους. Αυτή η απώλεια αερίου τους αναγκάζει να “πετάξουν” τους σπειροειδείς βραχίονες, λαμβάνοντας έτσι ένα φακοειδές σχήμα.»
«Μια άλλη αιτία είναι οι συγχωνεύσεις γαλαξιών, όπου δύο ή περισσότεροι σπειροειδείς γαλαξίες “συγκρούονται” μεταξύ τους, σχηματίζοντας στο τέλος έναν μεγάλο ελλειπτικό γαλαξία.»
Οι ερευνητές εκμεταλλεύτηκαν την ισχύ των προσομοιώσεων EAGLE για να αναλύσουν λεπτομερώς μια ομάδα γαλαξιών, αναθέτοντας σε έναν αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης να ταξινομήσει τους γαλαξίες με βάση το σχήμα τους.
Ο αλγόριθμος που βασίζεται σε νευρωνικά δίκτυα εκπαιδεύτηκε από τον υποψήφιο διδάκτορα Mitchell Cavanagh και μπορεί να ταξινομήσει σχεδόν 20.000 γαλαξίες ανά λεπτό, συμπιέζοντας μέσα σε μία ώρα, εργασία που συνήθως θα χρειαζόταν εβδομάδες.
Οι προσομοιώσεις ταυτίζονται σε μεγάλο βαθμό με αυτά που έχουμε ήδη παρατηρήσει στο σύμπαν, γεγονός που κάνει τους επιστήμονες να εμπιστεύονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης για την ερμηνεία των παρατηρήσεων.
Η μελέτη εντόπισε επίσης αρκετούς φακοειδείς γαλαξίες εκτός των περιοχών υψηλής πυκνότητας όπου θα αναμέναμε να τους βρούμε, με το μοντέλο να υποδηλώνει ότι αυτοί δημιουργήθηκαν από τη συγχώνευση δύο γαλαξιών.
Ο Dr Pfeffer λέει ότι η εργασία ενώνει διάφορα κομμάτια έρευνας επάνω στη γαλαξιακή εξέλιξη, για να κατανοήσει την σχέση “μορφολογίας-πυκνότητας” για πρώτη φορά.
«Υπήρξαν πολλές προτάσεις στο παρελθόν», δηλώνει. «Αυτό, όμως, είναι το πρώτο έργο που συνδυάζει πραγματικά όλα τα κομμάτια του παζλ.»
Παραπομπές: Joel Pfeffer et al, The galaxy morphology–density relation in the EAGLE simulation, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac3466
Πηγή: https://www.icrar.org/
