Maskinlæring finder en overraskende tidlig galakse

Nye resultater opnået ved at kombinere big data fanget af Subaru-teleskopet og kraften ved maskinlæring har opdaget en galakse med en ekstrem lav iltmængde på 1,6 %, bryde den tidligere rekord for den laveste overflod. Den målte iltmængde antyder, at de fleste af stjernerne i denne galakse er dannet for ganske nylig.

For at forstå galakseudviklingen, astronomer skal studere galakser i forskellige stadier af dannelse og evolution. De fleste af galakserne i det moderne univers er modne galakser, men standard kosmologi forudsiger, at der stadig kan være nogle få galakser i det tidlige dannelsesstadium i det moderne univers. Fordi disse tidlige galakser er sjældne, et internationalt forskerhold søgte efter dem i bredfelts billeddata taget med Subaru-teleskopet. "For at finde de meget svage, sjældne galakser, dyb, bredfeltsdata taget med Subaru-teleskopet var uundværlige, " siger Dr. Takashi Kojima, lederen af ​​teamet.

Imidlertid, det er vanskeligt at finde galakser i den tidlige fase af dannelsen, fordi dataene med bred felt omfatter så mange som 40 millioner objekter. Så forskerholdet udviklede en ny maskinlæringsmetode til at finde sådanne galakser ud fra den store mængde data. De fik en computer gentagne gange til at lære de galaksefarver, der forventes fra teoretiske modeller, og lad derefter computeren kun vælge galakser i det tidlige stadie af galaksedannelsen.

Forskerholdet udførte derefter opfølgende observationer for at bestemme de elementære overflodsforhold for 4 af de 27 kandidater udvalgt af computeren. De har fundet ud af, at en galakse (HSC J1631+4426), ligger 430 millioner lysår væk i stjernebilledet Hercules, har en iltmængde kun 1,6 procent af Solens. Dette er den laveste værdi, der nogensinde er rapporteret for en galakse. Den målte iltmængde antyder, at de fleste af stjernerne i denne galakse er dannet for ganske nylig. Med andre ord, denne galakse er i et tidligt stadium af udviklingen.

"Hvad der er overraskende er, at stjernemassen af ​​HSC J1631+4426 galaksen er meget lille, 0,8 millioner solmasser. Denne stjernemasse er kun omkring 1/100, 000 af vores Mælkevejs galakse, og sammenlignelig med massen af ​​en stjernehob i vores Mælkevej, " siger prof. Ouchi fra National Astronomical Observatory of Japan og University of Tokyo. Denne lille masse understøtter også den oprindelige natur af HSC J1631+4426 galaksen.

Forskerholdet mener, at der er to interessante indikationer fra denne opdagelse. Først, dette er det stærkeste bevis på en galakse på et så tidligt stadium af udviklingen. Inden for rammerne af standard kosmologi, nye galakser menes at blive født i det nuværende univers. Opdagelsen af ​​HSC J1631+4426 galaksen understøtter billedet af standardkosmologien. Sekund, vi kan være vidne til en nyfødt galakse i den seneste epoke af den kosmiske historie. Standard kosmologi antyder, at universets stoftæthed hurtigt falder, når universel ekspansion accelererer. I fremtidens univers med hurtig ekspansion, stof vil ikke samles via tyngdekraften, og nye galakser vil ikke udvikle sig. HSC J1631+4426-galaksen kan repræsentere den sidste generation af galakser, der udvikler sig i den kosmiske historie.

Denne forskning vil blive offentliggjort i Astrofysisk tidsskrift .