Астрономи з Головної астрономічної обсерваторії НАН України та Київського національного університету ім. Т.Г. Шевченко, а також український студент з Північно-Західного університету США відкрили три нові галактики з полярними кільцями.
Нові галактики з полярними кільцями
Українські астрономи відкрили три нові галактики з полярними кільцями, використовуючи методи машинного навчання з екстремально малою тренувальною вибіркою. Про це Universe Space Tech повідомили автори дослідження.
Результати дослідження опублікують в авторитетному науковому журналі Astronomy and Astrophysics. Стаття пройшла всі етапи роботи з редакцією і вже чекає на публікацію. Її текст доступний на сайті edition.
Подібні галактичні системи відомі з кінця 1970-х років. Центральна галактика належить до класу ранніх галактик (еліптичних або лінзоподібних), а кільце, що обертається під кутом до центральної частини, має ознаки пізньої галактики (спіралі, або іррегулярної).
Утворення галактик з полярним кільцем залишається не до кінця зрозумілим. Наразі наукова спільнота пропонує три теорії. Одна з них говорить, що така система є наслідком злиття двох галактик різного розміру. Namely, коли більша галактика не поглинає меншу, а менша при певному куті злиття утворює кільце навколо більшої.
У другій теорії також взаємодіють дві галактики різного розміру, але до злиття справа не доходить, просто більша з них відтягує з меншої речовину (відбувається акреція речовини однієї галактики на іншу), в результаті чого й утворюється кільце. Згідно з третьою теорією, кільця утворюються через перетікання (акрецію) холодного газу вздовж космологічних філаментів, що спричиняє утворення полярного кільця.
Галактика SDSS J140644.42+471602.0
Колектив українських вчених у складі Дар’ї Добричевої, Олександра Гетьманцева, Ірини Вавилової, Олександра Гугніна, Андрія Шпортко та Олени Компанієць використали методи машинного навчання для пошуку галактик з полярними кільцями. Унікальність даного дослідження в тому, що тренувальна вибірка галактик складалась з 87 objects, що екстремально мало для даної задачі. Враховуючи складності, вченим вдалось відкрити нову галактику з полярним кільцем ― SDSS J140644.42+471602.0. Разом з нею було виявлено ще дві подібні системи, одна з них (SDSS J095717.30+364953.5) є важливою і може бути підтвердженням першої або другої теорії утворення таких унікальних об’єктів, оскільки в ній присутнє злиття.
Вчені здійснили детальне мультихвильове дослідження об’єкта SDSS J140644.42+471602.0, використавши дані Слоанівського цифрового огляду неба (SDSS) у поєднанні з інфрачервоними спостереженнями супутника WISE та ультрафіолетовими спостереженнями супутника GALEX.
Для аналізу цих даних науковці застосували програмний комплекс CIGALE (Code Investigating GALaxy Emission). Це сучасний інструмент, який дозволяє відтворювати енергетичний «портрет» галактик — їхній спектральний розподіл від ультрафіолетового до інфрачервоного діапазону — визначати їхні ключові характеристики та на цій основі відтворювати історію зореутворення.
Завдяки такому підходу вдалося з’ясувати, що близько 500 мільйонів років тому ця галактика пережила потужний сплеск формування зір. Українські дослідники дійшли висновку, що найбільш ймовірним сценарієм виникнення полярного кільця в SDSS J140644.42+471602.0 була акреція речовини з галактики-супутника. Оскільки нині поряд із нею такого об’єкта не спостерігається, найімовірніше, він був повністю зруйнований унаслідок цього процесу.
Каталог галактик із полярними кільцями
Для пошуку таких унікальних об’єктів і застосуванню методів машинного навчання, групою українських вчених була пророблена велика робота з ревізії чинних каталогів галактик з полярними кільцями. Наразі в літературі існує три каталоги галактик з полярними кільцями, які були створені різними авторами в 1990, 2011, 2019 years. Перед тим, щоб алгоритм машинного навчання почав шукати такі об’єкти, його треба навчити, тобто показати якомога більше прикладів, що це за галактики і яка в них форма. Для цього наші вчені зібрали всі наявні галактики з полярними кільцями з усіх чинних каталогів, їх виявилось 463 objects. Вони провели їх візуальну інспекцію і виявилось, що всього 87 галактик є галактиками з полярними кільцями, всі інші були відкинуті. Але чому всі інші галактики раніше попали в дані каталоги? Наші вчені пояснюють це тим, що більш ранні телескопи не мали такого якісного зображення порівняно з сучасними й форми тих галактик нагадували галактики з полярними кільцями, саме тому вони й попали в каталоги.
In general, 87 галактик для тренування нейронної мережі є екстремально малою тренувальною вибіркою. Проте українським дослідникам все ж вдалося застосувати методи машинного навчання для обробки даних. Результатом стало створення каталогу, що містить 167 галактик. Його можна буде використати для подальших досліджень того, як утворюються полярні кільця.
Source: https://universemagazine.com