בשנת 2013 השיקה סוכנות החלל האירופית את גאיה חללית. כיורש של היפרקוס המשימה, מצפה החלל הזה בילה את שלוש וחצי השנים האחרונות באיסוף נתונים על הקוסמוס. לפני שהיא תפרוש מתישהו בשנה הבאה (אם כי ניתן היה להרחיב את המשימה), מידע זה ישמש לבניית המפה האסטרונומית התלת מימדית הגדולה והמדויקת ביותר שנוצרה אי פעם.
במהלך סקירת הקוסמוס, גאיה חשפה גם כמה דברים מעניינים מאוד לאורך הדרך. לדוגמה, לאחר בחינת ה- גאיה קטלוג עם רשת עצבית מלאכותית שתוכננה במיוחד, גילה צוות חוקרים אירופאים לאחרונה שישה כוכבי היפר-לוקוס חדשים שביל החלב. ואחד הכוכבים הללו נע כל כך מהר שהוא עשוי לעזוב את הגלקסיה שלנו בסופו של דבר.
המחקר שלהם - שכותרתו "רשת עצבית מלאכותית לגילוי כוכבי היפר-רווקות: מועמדים בגאיה DR1 / TGAS" - פורסם לאחרונה ב- הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה. זה הוצג בסוף החודש שעבר בשבוע האירופי לאסטרונומיה ומדעי החלל, שנערך בין התאריכים 26 ביוני עד 30 ביוני בפראג, צ'כיה.
כוכבי היפר-רווקות הם דבר נדיר ומרתק. בעוד שכל הכוכבים בנתיב החלב נמצאים בתנועה מתמדת, סובבים סביב מרכז הגלקסיה שלנו, חלקם מואצים למהירויות של עד מאות קילומטרים בשנייה. בעבר, אסטרונומים הסיקו כי הכוכבים הללו הנעים במהירות הם תוצאה של מפגש מהמם קרוב או פיצוץ סופרנובה של בן לוויה מהממים.
ולפני קצת יותר מעשור, האסטרונומים התוודעו למעמד חדש של כוכבים מהירים שלפי ההערכה שהאיצו אותם מאינטראקציות בעבר עם החור השחור העל-מסיבי (מזל קשת A *) היושב במרכז הגלקסיה שלנו. כוכבים אלה חשובים ביותר למחקר המבנה הכללי של שביל החלב, מכיוון שהם מעידים על סוגי האירועים והכוחות שעיצבו את ההיסטוריה שלו.
כפי שהסבירה אלנה מריה רוסי, מאוניברסיטת ליידן בהולנד ואחת הסופרות המשותפות לעיתון, בהודעה לעיתונות של ESA:
“אלה כוכבים שנסעו מרחקים גדולים דרך הגלקסיה אך ניתן לאתרם חזרה לליבה - אזור כל כך צפוף ומוסתר על ידי גז ואבק בין כוכבים, שבדרך כלל קשה לעקוב אחר כך - כך שהם מניבים מידע חיוני על שדה הכבידה של שביל החלב מהמרכז לפאתיו.“
מציאת כוכבים כאלה אינה משימה קלה, בעיקר מכיוון שמהירותם מקשה עליהם מאוד להבחין בדיסק העצום והעמוס של שביל החלב. כתוצאה מכך, הסתמכו המדענים על חיפושם של כוכבים צעירים ומאסיביים (2.5 עד 4 מסות שמש) באוכלוסיית הכוכבים העתיקה של הגלקטיקה. בעיקרון, גילם הצעיר והמיסה הגבוהה הם אינדיקציה לכך שהם אולי לא מקורם שם.
בשילוב מדידות של מהירות עברם ונתיביהם, שיטה זו אישרה את קיומם של כוכבי היפר-רוקוס בעבר. עם זאת, עד כה נצפו רק 20 כוכבי היפר-לוקוס, וכולם היו צעירים ומאסיביים באופיים. מדענים מאמינים שכוכבים רבים יותר בעידנים והמונים אחרים מואצים גם הם דרך שביל החלב, אך בעבר לא הצליחו לאתר אותם.
כדי לטפל בכך, הצוות האירופי - בראשותו של תומאסו מרצטי מאוניברסיטת ליידן בהולנד - החל לשקול כיצד להשתמש גאיהמערך הנתונים העצום של המיטוב כדי לחפש אופטימיזציה לחיפוש אחר כוכבים רבים יותר באנרגיה. לאחר בדיקת שיטות שונות, הם אימצו את הגישה הרשתית העצבית המלאכותית - כלומר באמצעות אלגוריתם למידת מכונה - כדי לחפש את נתוני מפקד הכוכבים. גאיה נמצא בתהליך של התקהלות.
החל מהמחצית הראשונה של 2016, הצוות החל לפתח ולהכשיר תוכנית זו כדי להיות מוכנה ליציאה הראשונה של גאיה נתונים - שהתרחשו חודשים ספורים לאחר מכן ב- 14 בספטמבר 2016. כפי שתאר תומסו מרצטי, סטודנט לתואר שלישי באוניברסיטת ליידן, את התהליך:
"בסופו של דבר בחרנו להשתמש ברשת עצבית מלאכותית, שהיא תוכנה שנועדה לחקות את האופן שבו המוח שלנו עובד. לאחר 'אימונים' מתאים, הוא יכול ללמוד כיצד לזהות אובייקטים או תבניות מסוימים במערך נתונים ענק. במקרה שלנו, לימדנו את זה למקם כוכבים בכוח-יתר בקטלוג כוכבים כמו זה שחיבר עם גאיה. "
בנוסף למפה עם מיקומם של יותר ממיליארד כוכבים, פרסום נתונים זה כלל קטלוג קטן יותר עם המרחקים והתנועות לשני מיליון כוכבים. קטלוג זה - המכונה הפיתרון האסטרומטרי של Tycho-Gaia (TGAS) - שילב נתונים משתי השנה הראשונה של גאיה משימה ועם נתונים של היפרקוס שליחות, והיא בעצם טעימה ממה שמגיע גאיה.
ביום יציאת הקטלוג, מרטיטי וצוותו ניהלו את האלגוריתם שלהם על שני מיליון הכוכבים בתוך ה- TGAS, שגילו כמה ממצאים מעניינים. "בתוך שעה אחת בלבד, המוח המלאכותי כבר צמצם את מערך הנתונים לכ- 20 000 כוכבים מהירים במהירות גבוהה, וצמצם את גודלו לכ- 1%," אמר רוסי. "מבחר נוסף הכולל רק מדידות מעל דיוק מסוים בתנועה ובירידה הוריד את זה ל 80 כוכבי מועמד."
לאחר מכן הצוות בדק את 80 הכוכבים הללו ביתר פירוט, והשווה את המידע על תנועותיהם לנתונים מקטלוגים אחרים. בשילוב עם תצפיות נוספות, הם מצאו בסופו של דבר שישה כוכבים שנראו כאילו הם מתקדמים מהר יותר מ- 360 קמ"ש. נראה שאחד מהם היה עולה על 500 קמ"ש, מה שאומר שהוא כבר לא מחויב לכוח המשיכה של שביל החלב שלנו ובסופו של דבר יעזוב אותו לגמרי.
אבל אולי ההיבט המשמעותי של ממצא זה הוא העובדה שכוכבים אלה אינם מסיביים במיוחד כמו 20 הקודמים שהתגלו, והיו דומים במסה לשמש שלנו. בנוסף, חמשת הכוכבים האיטיים עשויים להפוך למוקד המחקר, שכן המדענים להוטים לקבוע מה האט אותם. הסבר אפשרי אחד הוא שיכול היה להיות אחראי לאינטראקציה עם החומר האפל של הגלקסיה.
כמו ש- TGAS היה רק אינדיקציה מוקדמת לנתונים העצומים והיקרים גאיה בסופו של דבר, מחקר זה מציג את סוגי התגליות והמחקר שהנתונים הללו יאפשרו. עם לא רק 2 מיליון, אלא מיליארד כוכבים ללימוד, אסטרונומים בטוחים לחשוף הרבה דברים חדשים ומרתקים לגבי הדינמיקה של שביל החלב שלנו וסוגי הכוחות שעיצבו אותו.
לשם כך משדרגים מרטיטי וצוותו את התוכנית שלהם בכדי להתמודד עם מערך הנתונים הגדול בהרבה, אשר אמור לצאת לאפריל 2018. קטלוג זה יכלול מרחק ותנועות ליותר ממיליארד כוכבים, כמו גם מהירות ל תת-קבוצה ספציפית. מכאן, יתכן והצוות יגלה שכוכבים נעים במהירות המתחוללת מדרך החלב נפוצים הרבה יותר ממה שחשבו בעבר.
וודא שאתה נהנה מהסרטון הזה שמראה את דרכיהם של ששת הכוכבים שזכו להתפתח במהירות, באדיבות ארה"ב.
