09.08 - 17:22

Машинное обучение помогло найти следы исчезнувших рукавов Галактики


 

Астрономы применили методы машинного обучения для автоматического поиска и определения параметров групп звезд в пятимерном пространстве положений и двух проекций скорости. В результате удалось выделить множество неизвестных ранее структур, в том числе несколько нитевидных групп, одна из которых соответствуют местному рукаву Ориона, а другие напоминают остатки структур, существовавших в прошлом, пишут авторы в препринте на arXiv.org.

Млечный Путь — это спиральная галактика диаметром около 50 килопарсек, в которой содержится от 100 до 400 миллиардов звезд. Однако многие параметры нашей галактики мы знаем хуже, чем параметры других галактик, которые наблюдаем издалека. Связано это в первую очередь с наблюдательными ограничениями, так как положение внутри объекта затрудняет определение многих характеристик.

Примером большого прогресса в этой области может быть обнаружение карликовых галактик-спутников. Если относительно недавно мы считали, что на орбитах вокруг Млечного Пути находится всего несколько таких объектов, то сегодня их известно уже больше 50. Также постепенно раскрывается и история: открываются все новые потоки звезд, которые связываются с произошедшими в прошлом слияниями, сопровождавшимися приливным разрушением близко подлетевших карликовых галактик.

В основном эти открытия стали возможны благодаря более качественным наблюдениям на новых инструментах, позволяющих зафиксировать более тусклые источники. Однако еще одним важным событием последних лет стал запуск космического телескопа Gaia, который измеряет координаты и скорости множества звезд с рекордной точностью. Эти данные позволяют не только установить наличие объектов, но и определить их возможное динамическое взаимодействие на больших расстояниях.

Астрономы из Университета Западного Вашингтона в США Марина Кункель (Marina Kounkel) и Кевин Кови (Kevin Covey) выделили группы светил в данных второго каталога Gaia DR2 и использовали методы машинного обучения для их изучения. Авторы работали в пятимерном пространстве трех координат и двух проекций скорости, которые измерены с высокой точностью. Группы выделялись примерно из 19 миллионов звезд на расстоянии до одного килопарсека и галактических широтах не выше 30 градусов методом кластерного анализа.

В результате исследователи нашли примерно 1900 групп из 300 тысяч звезд, некоторые из которых были известны и ранее, но большинство оказались новыми. Для определения ключевого параметра групп — возраста — ученые применили сверточные нейросети и метод подбора изохрон, то есть гладких линий на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, отвечающих звездам одного возраста. Комбинация стандартного метода и машинного обучения позволила достичь наилучшей точности в 77 процентов.

Нейросеть обучалась на выделенных ранее кластерах звезд с известными параметрами. Однако в этой работе описывается лишь 1196 групп, что недостаточно для полноценной обучающей выборки. Поэтому авторы добавляли к ним случайным образом от 40 до 250 других звезд, в результате получив 130 тысяч реализаций кластеров. Несмотря на то, что многие светила оказывались во многих группах, по словам авторов, из-за случайности и увеличения количества это позволило нейросети лучше обучиться для определения связанных с возрастом характристик. Также выборка была дополнена полностью синтетическими данными о 150 тысячах сгенерированных программой кластеров звезд.

Оказалось, что около половины групп представляет собой линейные структуры, которые авторы называют нитями. Эти нити расположены в плоскости Галактики, могут достигать 200 парсек в длину, не обладают выраженным центром (то есть изначально сформировались вытянутыми), а также в среднем существенно моложе, чем известные скопления звезд. Авторы делают вывод, что им удалось выделить не просто новые звездные потоки, а новый класс объектов.
В распределении наиболее молодых нитей возрастом до нескольких сотен миллионов лет удалось выделить четыре потока, причем нити обычно ориентированы поперек них. Первый поток, который представлен наиболее молодыми нитями, совпадает с местным рукавом Галактики — рукавом Ориона. Однако ни один из оставшихся трех не соответствует другим ранее выделенным крупным структурам. Авторы создали полноценную интерактивную визуализацию выделенных структур, доступную на отдельном сайте.

Авторы делают предположение, что им удалось обнаружить остатки существовавших в прошлом рукавов, которые уже невозможно заметить, наблюдая облака газа. Для доказательства этой идеи понадобится расширение области поиска далее одного килопарсека. Если гипотеза подтвердится, то это станет важным аргументом в пользу теорий и численных моделирований, в которых спиральный узор эволюционирует на масштабе пары вращений галактики, то есть является динамическим процессом, а не постоянно существующим явлением.

Ранее данные телескопа Gaia использовали для определения момента поглощения Млечным Путем галактики-«сосиски». Также астрономы нашли популяцию разделенных звезд-близнецов.

https://nplus1.ru

Ключевые слова:
Читайте также:

10 советов родителям подростков

Как известно, подростковый возраст – один из самых трудных периодов как для самого ребенка, так и для его родителей.
Подробнее »»

Школьная форма 2019: главные советы по выбору одежды для девочки

Подбираем для ребенка красивую и качественную "униформу".
Подробнее »»

4 растительных продукта, придающих коже сияние

Все мы слышали о важности антиоксидантов, но чем они полезны нашей коже? Антиоксиданты помогают защитить клетки кожи от свободных радикалов, чрезвычайно активных частиц, которые окисляют другие молекулы и повреждают клетки нашей кожи.
Подробнее »»

Правильное питание способно помочь в лечении псориаза - врачи

Дерматологи, представляющие университетскую клинику Лейпцига, обнаружили, что определенная еда влияет на успех лечения псориаза.
Подробнее »»

Как накачать пресс: всего одно упражнение, которое сделает твой живот плоским и рельефным

Ты можешь часами качать пресс, повторять упражнения по 10 подходов, но так и не добиться заветных кубиков.
Подробнее »»

Читайте также:
22.08 - 04:38

Смешение чувств: почему некоторые люди могут «слышать» цвета

Такая особенность восприятия называется синестезией: человек неосознанно наделяет явления дополнительными признаками.
Подробнее »»

22.08 - 04:02

В поход – с детьми на выходные!

Лето – идеальная пора для отдыха с детьми на природе.
Подробнее »»

21.08 - 23:37

10 факторов, мешающих похудеть

Если вы едите здоровую пищу, регулярно занимаетесь физическими упражнениями и все равно не можете сбросить вес, взгляните на эти десять факторов. Каждый из них способен саботировать ваш успех.
Подробнее »»

21.08 - 23:06

Секреты и особенности национального секса

Твое сердце разбито японцем, итальянцем или англичанином? Чем он сумел тебя очаровать и как соблазнить?
Подробнее »»

21.08 - 22:19

Можно ли варить вареники и пельмени вместе 

Несмотря на постоянную рекламу здоровой пищи, нехватка времени заставляет вспомнить о готовой еде, например о пельменях и варениках.
Подробнее »»

21.08 - 22:19

Можно ли варить вареники и пельмени вместе 

Несмотря на постоянную рекламу здоровой пищи, нехватка времени заставляет вспомнить о готовой еде, например о пельменях и варениках.
Подробнее »»

21.08 - 22:06

Детеныш дюгоня умер из-за пластиковых отходов

В Южном Таиланде осталось всего 250 дюгоней
Подробнее »»

21.08 - 21:57

Запеканка из кабачков с картофелем и помидорами: рецепт дня

Рецепт запеченных овощей в духовке с сыром
Подробнее »»

21.08 - 21:05

Это надо слышать: в Киеве впервые выступит британский певец Джейкоб Бэнкс

На дворе еще лето, а мы уже во всю строим музыкальные планы на зиму. В феврале будем подпевать Джесси из The Neighbourhood, а за пару недель до этого познакомимся с молодым британцем Джейкобом Бэнксом
Подробнее »»

21.08 - 21:01

Одна тренировка на беговой дорожке поможет сбросить вес за пару дней

Новейший метод похудения разработала группа ученых из США.
Подробнее »»

21.08 - 20:05

Японцы - самая несексуальная нация в мире!

Кто бы мог подумать – по исследованиям сексологов японцы оказались самой несексуальной нацией в мире!
Подробнее »»

21.08 - 19:36

Классификация ожирения

В клинической практике принято выделять следующие формы ожирения:
Подробнее »»

21.08 - 18:17

Диетолог назвал идеальные продукты для перекусов на работе 

Оптимальной заменой чипсов при перекусах на работе могут быть фрукты и несладкий йогурт, при этом перекусывать нужно обязательно два раза в день, считает врач-диетолог, доцент кафедры питания и нутрициологии медицинской академии последипломного образовани
Подробнее »»

21.08 - 18:02

Брайан Остин Грин рассказал, с кем из коллег по «Беверли-Хиллз, 90210» у него был роман

В начале августа стартовал долгожданный перезапуск культового сериала 90-х «Беверли-Хиллз, 90210».
Подробнее »»

21.08 - 17:54

Как приготовить куриные крылышки на мангале

Лучшие варианты маринадов для куриных крылышек
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...