|
Галактики в плотных средах на 25% больше
|
|
|
|
Группа астрономов, использующих суперкомпьютер Йельского университета, впервые определила, что галактики в более плотных средах на целых 25% больше, чем их аналоги в менее плотных областях Вселенной. Это открытие, полученное в результате предыдущей работы исследователей над обширным каталогом форм и размеров 8 миллионов галактик, дает всесторонний взгляд на связь между структурой галактики и окружающей средой, в которой она существует.
|
|
|
|
По словам исследователей, это открытие также может стать новым полезным инструментом для анализа больших массивов данных следующего поколения астрономических наблюдений.
|
|
|
|
"Это важный шаг в разрешении противоречивых результатов, полученных десятилетиями по этой теме", - сказала Аритра Гош, бывшая докторантка Йельского университета, которая в настоящее время является научным сотрудником LSST-DA Catalyst в Вашингтонском университете и ведущим автором нового исследования, опубликованного в Astrophysical Journal. Гхош также является приглашенным научным сотрудником Йельского университета.
|
|
|
|
Новые результаты стали возможны благодаря сети обратной оценки морфологии галактик (GaMPEN), инструменту машинного обучения, разработанному исследовательской группой специально для быстрой обработки больших объемов данных астрономических изображений. GaMPEN также оценивает неопределенности в структурных параметрах галактик, которые он предсказывает. По словам исследователей, в этом отношении он примерно на 60% точнее, чем самые современные альтернативы, используемые астрономами в настоящее время.
|
|
|
GaMPEN может определить структуру отдельной галактики менее чем за миллисекунду.
|
|
|
|
Используя этот инструмент, исследователи создали каталог форм и размеров 8 миллионов галактик, обнаруженных в рамках стратегической программы Subaru Hyper Suprime-Cam, которая представляет собой обзор 1400 квадратных градусов неба, сделанный телескопом Subaru на Гавайях. Эта работа была опубликована в исследовании, опубликованном в журнале Astrophysical Journal в 2023 году.
|
|
|
|
"Мы публикуем все наши модели и каталоги машинного обучения", - сказал Гхош. "Это невероятно ценный материал, поскольку было обнаружено, что структура галактик неразрывно связана с широким спектром физических свойств галактики и ее окружения, таких как скорость образования звезд, наличие и активность сверхмассивных черных дыр и окружающая среда галактики".
|
|
|
|
"Наш подход к машинному обучению идеально подходит для современных масштабных исследований, и наша первая работа была уникальной в плане количественных измерений и учета неопределенностей, не говоря уже об анализе 8 миллионов галактик", - добавила Мэг Урри, профессор физики и астрономии Израэля Мансона на факультете искусств и наук Йельского университета и соавтор исследования.автор обоих исследований. Урри, директор Йельского центра астрономии и астрофизики, был научным руководителем доктора философии Гоша.
|
|
|
|
В новом исследовании команда использует GaMPEN, чтобы начать отвечать на сложные, важные вопросы о том, как образуются и эволюционируют галактики.
|
|
|
|
Исследование, которое было сосредоточено на подмножестве из 3 миллионов галактик с гиперпространственной камерой, показало, что галактики в более плотных частях Вселенной на целых 25% больше, чем галактики с аналогичной массой и формой в менее плотных областях.
|
|
|
|
"Мы можем сделать это, потому что наша выборка в 100-10 000 раз больше, чем во всех предыдущих исследованиях, и включает в себя гораздо более слабые галактики, чем это было возможно в предыдущих исследованиях", - сказал Гхош. "Мы показываем, что, хотя существующие теоретические основы могут объяснить некоторые из наблюдаемых корреляций, не существует единой, унифицированной системы, которая могла бы объяснить все наши результаты".
|
|
|
|
По словам исследователей, это открытие также важно, поскольку структура галактик является показателем распределения барионной материи (протонов, нейтронов и другой видимой материи), в то время как плотность окружающей среды галактик зависит от распределения ореолов темной материи, в которых живут галактики.
|
|
|
|
"Галактики эволюционируют с течением времени, и их свойства зависят от массы, размера и других переменных", - сказал Урри. "Проанализировав очень большие выборки, дезагрегированные по этим переменным, мы смогли обнаружить увеличение размера галактик в зависимости от плотности окружающей среды — то, что не было ясно из небольших исследований".
|
|
|
|
Исследователи заявили, что им также помогло изрядное количество "Grace" — то есть кластера объединенных в сеть компьютеров Йельского университета, управляемого Йельским центром исследовательских вычислений и названного в честь покойной Грейс Мюррей Хоппер, которая была пионером в области информатики в Йельском университете и контр-адмиралом ВМС США.
|
|
|
|
"Эта работа была выполнена исключительно с помощью Благодати и была бы невозможна без нее", - сказал Гхош.
|
|
|
|
Источник
|
