350, 000 stjerner DNA forhørt i jagten på solens mistede søskende

En australsk ledet gruppe af astronomer, der arbejder med europæiske samarbejdspartnere, har afsløret "DNA" af mere end 340, 000 stjerner i Mælkevejen, som skulle hjælpe dem med at finde søskende til Solen, nu spredt ud over himlen.

Dette er en stor meddelelse fra en ambitiøs galaktisk arkæologisk undersøgelse, kaldet GALAH, lanceret i slutningen af ​​2013 som en del af en søgen efter at afdække formuleringen og udviklingen af ​​galakser. Når færdig, GALAH vil undersøge mere end en million stjerner.

GALAH-undersøgelsen brugte HERMES-spektrografen ved Australian Astronomical Observatory's (AAO) 3,9-meter Anglo-Australian Telescope nær Coonabarabran, NSW, at indsamle spektre for 340'eren, 000 stjerner.

GALAH-undersøgelsen offentliggør i dag sin første større offentlige dataudgivelse.

Det indsamlede 'DNA' sporer stjerners herkomst, viser astronomer, hvordan Universet gik fra kun at have brint og helium - lige efter Big Bang - til i dag at være fyldt med alle de grundstoffer, vi har her på Jorden, som er nødvendige for liv.

"Ingen anden undersøgelse har været i stand til at måle så mange grundstoffer for så mange stjerner som GALAH, " sagde Dr Gayandhi De Silva, fra University of Sydney og AAO, HERMES-instrumentforskeren, der overvågede de grupper, der arbejdede på dagens store dataudgivelse.

"Disse data vil muliggøre sådanne opdagelser som de originale stjernehobe i galaksen, inklusive Solens fødselsklynge og solar søskende - der er intet andet datasæt som dette nogensinde indsamlet andre steder i verden, " sagde Dr De Silva.

Dr. Sarah Martell fra UNSW Sydney, hvem leder GALAH undersøgelsesobservationer, forklarede, at Solen, som alle stjerner, blev født i en gruppe eller hob af tusindvis af stjerner.

"Hver stjerne i den klynge vil have den samme kemiske sammensætning, eller DNA - disse klynger bliver hurtigt trukket fra hinanden af ​​vores Mælkevejsgalakse og er nu spredt ud over himlen, " sagde Dr Martell.

"GALAH-holdets mål er at lave DNA-matches mellem stjerner for at finde deres for længst forsvundne søstre og brødre."

For hver stjerne, dette DNA er den mængde, de indeholder af hver af næsten to dusin kemiske elementer såsom oxygen, aluminium, og jern.

Desværre, astronomer kan ikke indsamle en stjernes DNA med en mundpind, men i stedet bruge stjernelyset, med en teknik kaldet spektroskopi.

Lyset fra stjernen opsamles af teleskopet og passerer derefter gennem et instrument kaldet en spektrograf, som deler lyset i detaljerede regnbuer, eller spektre.

Lektor Daniel Zucker, fra Macquarie University og AAO, nævnte astronomer målte placeringen og størrelsen af ​​mørke linjer i spektrene for at beregne mængden af ​​hvert element i en stjerne.

"Hvert kemisk element efterlader et unikt mønster af mørke bånd ved specifikke bølgelængder i disse spektre, som fingeraftryk, " han sagde.

Dr. Jeffrey Simpson fra AAO sagde, at det tager omkring en time at indsamle nok fotoner af lys til hver stjerne, men "heldigvis vi kan observere 360 ​​stjerner på samme tid ved hjælp af fiberoptik, " han tilføjede.

GALAH-holdet har brugt mere end 280 nætter ved teleskopet siden 2014 for at indsamle alle data.

GALAH-undersøgelsen er udtænkt af professor Joss Bland-Hawthorn fra University of Sydney og ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) og professor Ken Freeman fra Australian National University (ANU). Det blev udtænkt for mere end et årti siden som en måde at optrevle historien om vores Mælkevejsgalakse på; HERMES-instrumentet blev designet og bygget af AAO specifikt til GALAH-undersøgelsen.

At måle mængden af ​​hvert kemikalie i så mange stjerner er en enorm udfordring. At gøre dette, GALAH har udviklet sofistikerede analyseteknikker.

Ph.d.-studerende Sven Buder fra Max Planck Instituttet for Astronomi, Tyskland, hvem er hovedforfatter til den videnskabelige artikel, der beskriver GALAH-datafrigivelsen, er en del af projektets analyseindsats, arbejder med ph.d.-studerende Ly Duong og professor Martin Asplund fra ANU og ASTRO 3D.

Mr. Buder said:"We train [our computer code] The Cannon to recognize patterns in the spectra of a subset of stars that we have analysed very carefully, and then use The Cannon's machine learning algorithms to determine the amount of each element for all of the 340, 000 stars." Ms. Duong noted that "The Cannon is named for Annie Jump Cannon, a pioneering American astronomer who classified the spectra of around 340, 000 stars by eye over several decades a century ago - our code analyses that many stars in far greater detail in less than a day."

The GALAH survey's data release is timed to coincide with the huge release of data on 25 April from the European Gaia satellite, which has mapped more than 1.6 billion stars in the Milky Way - making it by far the biggest and most accurate atlas of the night sky to date.

In combination with velocities from GALAH, Gaia data will give not just the positions and distances of the stars, but also their motions within the Galaxy.

Professor Tomaz Zwitter (University of Ljubljana, Slovenia) said today's results from the GALAH survey would be crucial to interpreting the results from Gaia:"The accuracy of the velocities that we are achieving with GALAH is unprecedented for such a large survey."

Dr Sanjib Sharma from the University of Sydney concluded:"For the first time we'll be able to get a detailed understanding of the history of the Galaxy."