Το AI αποκαλύπτει το Ancient Kraken:Uncovering the Milky Way's Hidden Past
Ο Γαλαξίας είχε μια μακρά και πολυσύχναστη ζωή. Σε όλη τη διάρκεια της ιστορίας του, ο γαλαξίας μας συγκρούστηκε και συγχωνεύθηκε με πολλούς άλλους γαλαξίες, γεγονότα που είναι δύσκολο να ξεμπερδέψουμε και να κατανοήσουμε. Με τη βοήθεια της Τεχνητής Νοημοσύνης, μια ομάδα αστρονόμων ανέλαβε αυτό το επίπονο έργο, συνθέτοντας την πιο περίπλοκη ιστορία του γαλαξία μας — και το κύριο αξιοθέατο είναι κάτι που ονομάζεται The Kraken.
δέντρο συγχώνευσης γαλαξιών του Γαλαξία . Ο κύριος πρόγονος του Γαλαξία μας υποδηλώνεται με τον κορμό του δέντρου, χρωματισμένο από την αστρική του μάζα. Οι μαύρες γραμμές υποδεικνύουν τους πέντε αναγνωρισμένους δορυφόρους. Οι γκρίζες διακεκομμένες γραμμές απεικονίζουν άλλες συγχωνεύσεις που προβλέπεται ότι έχει βιώσει ο Γαλαξίας, αλλά δεν θα μπορούσε να συνδεθεί με έναν συγκεκριμένο πρόγονο. Από αριστερά προς τα δεξιά, οι έξι εικόνες κατά μήκος της κορυφής του σχήματος υποδεικνύουν τους αναγνωρισμένους προγονικούς γαλαξίες:Τοξότης, Sequoia, Kraken, ο κύριος πρόγονος του Milky Way, ο πρόγονος των ρευμάτων Helmi και η Gaia-Enceladus-Sausage. Το AI συναντά τα αστέρια
Ακριβώς όπως οι γεωλόγοι αναζητούν απολιθώματα για να δουν πώς θα μπορούσε να ήταν η αρχαία ζωή, οι αστρονόμοι αναζητούν επίσης απολιθώματα δικά τους — αλλά αντί για τριλοβίτες ή δεινόσαυρους, οι αστρονόμοι ασχολούνται με πολύ παλιές κοσμικές δομές που ονομάζονται σφαιρικά σμήνη.
Τα σφαιρικά σμήνη είναι σφαιρικού σχήματος, πυκνά συσκευασμένες συλλογές αρχαίων αστεριών. Μπορούν να είναι σχεδόν τόσο παλιά όσο το ίδιο το σύμπαν, ανακατωμένα από διαδικασίες και ενσωματωμένα στους γαλαξίες. Χρησιμεύουν ως απολιθώματα με την έννοια ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως σταθερές πληροφορίες για να αντιστρέψουν τις γαλαξιακές διεργασίες που συνέβησαν δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν.
Χρησιμοποιώντας μόνο σφαιρικές δομές, μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Dr Diederik Kruijssen στο Center for Astronomy στο University of Heidelberg (ZAH) και τον Dr.
«Η κύρια πρόκληση της σύνδεσης των ιδιοτήτων των σφαιρικών σμηνών με την ιστορία της συγχώνευσης του γαλαξία-ξενιστή τους ήταν πάντα ότι η συναρμολόγηση των γαλαξιών είναι μια εξαιρετικά ακατάστατη διαδικασία, κατά την οποία οι τροχιές των σφαιρικών σμηνών ανακατασκευάζονται πλήρως», δήλωσε ο αστρονόμος Diederik Kruijssen του Πανεπιστημίου της Χαϊδελβέργης.
Χρησιμοποίησαν τα διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με την ηλικία, τη χημεία και την κίνηση αυτών των σφαιρικών δομών για να δημιουργήσουν προσομοιώσεις για να δουν τι θα μπορούσε να οδηγήσει στις δομές που βλέπουμε σήμερα, ειδικά όσον αφορά τις συγχωνεύσεις και τις συγκρούσεις με σφαιρικές δομές και γαλαξίες.
Οι προσομοιώσεις τους, που ονομάζονται E-MOSAICS, είναι μοναδικές. Περιλαμβάνουν ένα πλήρες μοντέλο για το σχηματισμό, την εξέλιξη και την καταστροφή των σφαιρικών σμήνων τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Χρησιμοποιήθηκε ένα νευρωνικό δίκτυο για να βοηθήσει με τις προσομοιώσεις.
"Για να κατανοήσουμε το περίπλοκο σύστημα που έχει απομείνει σήμερα, αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε τεχνητή νοημοσύνη. Εκπαιδεύσαμε ένα τεχνητό νευρωνικό δίκτυο στις προσομοιώσεις E-MOSAICS για να συσχετίσουμε τις ιδιότητες του σφαιρικού σμήνου με το ιστορικό συγχώνευσης του ξενιστή γαλαξία. Δοκιμάσαμε τον αλγόριθμο δεκάδες χιλιάδες φορές στις προσομοιώσεις και ήμασταν έκπληκτοι με την ακρίβεια των προσομοιώσεων του γαλαξίες, χρησιμοποιώντας μόνο τους σφαιρικούς πληθυσμούς των σμήνων τους.»
«Δοκιμάσαμε τον αλγόριθμο δεκάδες χιλιάδες φορές στις προσομοιώσεις και εκπλαγήκαμε με το πόσο με ακρίβεια ήταν σε θέση να ανακατασκευάσει τις ιστορίες συγχώνευσης των προσομοιωμένων γαλαξιών, χρησιμοποιώντας μόνο τους πληθυσμούς των σφαιρικών σμηνών τους», προσθέτει ο Kruijssen.
The Kraken
Τα σφαιρικά σμήνη ομαδοποιήθηκαν με βάση την τροχιακή τους κίνηση, επειδή τα σμήνη με παρόμοιες τροχιές πιστεύεται ότι προήλθαν από το ίδιο μέρος:είτε από την προγονική δομή του Γαλαξία είτε από κάποιον άλλο γαλαξία που υπάχθηκε από τον Γαλαξία κάποια στιγμή στο παρελθόν. Αυτό είναι ακριβώς το σημείο όπου η τεχνητή νοημοσύνη λάμπει περισσότερο, βρίσκοντας μοτίβα σε μεγάλα σύνολα γνωστών δεδομένων.
Τέσσερις από αυτούς τους υπολογιζόμενους γαλαξίες ήταν ήδη γνωστοί:
- ο γαλαξίας Gaia-Enceladus γνωστός και ως Λουκάνικο Gaia, που καταβροχθίστηκε από τον Γαλαξία πριν από περίπου 9 δισεκατομμύρια χρόνια.
- τα ρέματα Helmi, που καταναλώθηκαν πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια.
- ο γαλαξίας Sequoia, που συγχωνεύτηκε με τον Γαλαξία πριν από περίπου 9 δισεκατομμύρια χρόνια.
- και τον νάνο γαλαξία του Τοξότη, ο οποίος έχει επανειλημμένα τρυπώσει στον Γαλαξία για δισεκατομμύρια χρόνια.
Αλλά το AI έδειξε επίσης ένα πέμπτο που δεν ήταν γνωστό. Συγκεντρώθηκε από μια ομάδα σφαιρικών σμηνών «χαμηλής ενέργειας» που ανακαλύφθηκε πρόσφατα. Σύμφωνα με την ανάλυση του λογισμικού, όλα αυτά τα σμήνη ταιριάζουν με τις ιδιότητες μιας προηγουμένως άγνωστης σύγκρουσης με αυτό που η ομάδα έχει ονομάσει γαλαξία Kraken.
Όποιο κι αν ήταν το Kraken, είχε μεγάλη επίδραση στον γαλαξία μας — τόσο μεταφορικά όσο και κυριολεκτικά.
«Η σύγκρουση με το Kraken πρέπει να ήταν η πιο σημαντική συγχώνευση που γνώρισε ποτέ ο Γαλαξίας μας», είπε ο Kruijssen.
"Προηγουμένως, θεωρούνταν ότι μια σύγκρουση με τον γαλαξία Gaia-Enceladus-Sausage, που έλαβε χώρα πριν από περίπου 9 δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν το μεγαλύτερο γεγονός σύγκρουσης. Ωστόσο, η συγχώνευση με το Kraken έλαβε χώρα πριν από 11 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν ο Γαλαξίας ήταν τέσσερις φορές λιγότερο μαζικός. Ως αποτέλεσμα, η σύγκρουση με τον Kraken μεταμόρφωσε τον χρόνο Milky Way.
Με αυτές τις πληροφορίες, οι αστρονόμοι έχουν πλέον δημιουργήσει το γενεαλογικό δέντρο του Γαλαξία. Αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει μια νέα βάση για την κατανόησή μας όχι μόνο της ιστορίας του γαλαξία μας, αλλά και των διεργασιών που μπορεί να συμβούν στο μέλλον. Καθώς έρχονται περισσότερα δεδομένα τηλεσκοπίου και μπορούν να τροφοδοτηθούν στις προσομοιώσεις, το γενεαλογικό δέντρο θα βελτιώνεται όλο και περισσότερο.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
