|
Понимание физических свойств галактик может быть ошибочным
|
|
|
|
До недавнего времени астрономия полностью полагалась на электромагнитные волны. Хотя это изменилось после подтверждения существования гравитационных волн в 2016 году, к тому моменту астрономы разработали фундаментальные основы изучения электромагнитного спектра.
|
|
|
|
Одна из важнейших систем разбила спектр на три категории в зависимости от их длины волны — инфракрасную, оптическую и ультрафиолетовую. Для астрономов каждая из этих категорий была создана в результате определенного физического явления, и наблюдение за каждой из них давало представление о том, что это за явление, независимо от того, что говорили другие спектры.
|
|
|
|
Это было особенно распространено при исследовании галактик, поскольку инфракрасные и оптические волны использовались для анализа различных аспектов формирования и поведения галактик. Однако Кристиан Краг Йесперсен (Christian Kragh Jespersen) с астрофизического факультета Принстонского университета и его коллеги считают, что они нашли секрет, который разрушает все электромагнитные рамки — оптическое и инфракрасное излучение связаны между собой.
|
|
|
|
Это простое название новой статьи, опубликованной исследователями на сервере препринтов arXiv, в которой описывается их замечательный подвиг. Они предсказали значения инфракрасного излучения галактик, исследованных широкоугольным инфракрасным исследователем (WISE), используя оптические данные, собранные Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
|
|
|
|
|
|
|
В основе большей части галактической астрономии лежит предположение, что различные "компоненты" галактики (например, ее сверхмассивная черная дыра или звезды на краях ее спиральных рукавов) "отделимы" друг от друга, поскольку они излучают на разных длинах волн. Это разделение упрощается до значения, называемого спектральным распределением энергии, или SED, подходящим кодом. Они обычно используются для характеристики физических свойств галактик, для описания которых они используются.
|
|
|
|
К сожалению, согласно анализу статьи, предположение, лежащее в основе SED—кодов существующих галактик, — о "разделимости" компонентов галактик - в корне неверно. Как говорится в статье, "Мы приходим к выводу, что процессы [ИК-излучения и оптического излучения] должны быть тесно связаны. Это может удивить читателя, а может и не удивить, но это противоречит предположениям современных моделей SED."
|
|
|
|
Чтобы доказать свою точку зрения, исследователи изучили данные, собранные SDSS и WISE. Они собрали данные о более чем 500 000 различных галактиках, а затем, после некоторого обучения и проверки алгоритма, использовали оптические данные, собранные SDSS, для прогнозирования инфракрасных данных, собранных WISE для каждой отдельной галактики. Этот процесс был упрощен, поскольку уже существовали индексы, объединяющие данные WISE и SDSS для каждой галактики.
|
|
|
|
Результаты оказались поразительными — алгоритм смог предсказать значение инфракрасного излучения, основываясь исключительно на оптическом входе, с очень небольшим уровнем шума. Чтобы еще раз доказать свою точку зрения, авторы использовали два инструмента для кодирования SED, CIGALE и prospector. Оба они сильно промахнулись при попытке рассчитать правильное значение, что позволило авторам пометить серию графиков, показывающих, насколько плохими были их оценки, словами "Самоуверенные и предвзятые".
|
|
|
|
С другой стороны, их собственные данные точно совпадали с наблюдаемыми данными из базы данных WISE. К чести автора, они указывают на некоторые слабые места в своей аргументации, такие как тот факт, что снимки WISE и SDSS были сделаны с разными размерами диафрагмы, что могло повлиять на соответствие их алгоритма. Однако подавляющее большинство свидетельств указывает на простой вывод — предположение о "разделимости", лежащее в основе большей части нашего понимания физических свойств галактик, неверно.
|
|
|
|
Статья находится только в препринте на arXiv и еще не была опубликована в рецензируемом журнале. Но если это так, то, похоже, она может фундаментально повлиять на наше понимание нашей вселенной и, что более важно, на то, какие рамки мы используем для ее понимания.
|
|
|
|
Источник
|
