Астрономы из Главной астрономической обсерватории НАН Украины и Киевского национального университета им. Т.Г. Шевченка, а также украинский студент из Северо-Западного университета США открыли три новые галактики с полярными кольцами.
Новые галактики с полярными кольцами
Украинские астрономы открыли три новые галактики с полярными кольцами, используя методы машинного обучения с экстремально малой тренировочной выборкой. Об этом Universe Space Tech сообщили авторы исследования.
Результаты исследования опубликуют в авторитетном научном журнале Astronomy and Astrophysics. Статья прошла все этапы работы с редакцией и уже ждет публикации. Ее текст доступен на сайте издания.
Подобные галактические системы известны с конца 1970-х годов. Центральная галактика принадлежит к классу ранних галактик (эллиптических или линзовидных), а кольцо, вращающееся под углом к центральной части, имеет признаки поздней галактики (спирали, или иррегулярной).
Образование галактик с полярным кольцом остается не до конца понятным. Сейчас научное сообщество предлагает три теории. Одна из них гласит, что такая система является следствием слияния двух галактик разного размера. А именно, когда большая галактика не поглощает меньшую, а меньшая при определенном угле слияния образует кольцо вокруг большей.
Во второй теории также взаимодействуют две галактики разного размера, но до слияния дело не доходит, просто большая из них оттягивает из меньшей вещество (происходит аккреция вещества одной галактики на другую), в результате чего и образуется кольцо. Согласно третьей теории, кольца образуются из-за перетекания (аккреции) холодного газа вдоль космологических филаментов, что приводит к образованию полярного кольца.
Галактика SDSS J140644.42+471602.0
Коллектив украинских ученых в составе Дарьи Добрычевой, Александра Гетманцева, Ирины Вавиловой, Александра Гугнина, Андрея Шпортко и Елены Компаниец использовал методы машинного обучения для поиска галактик с полярными кольцами. Уникальность данного исследования в том, что тренировочная выборка галактик состояла из 87 объектов, что экстремально мало для данной задачи. Учитывая сложности, ученым удалось открыть новую галактику с полярным кольцом ― SDSS J140644.42+471602.0. Вместе с ней было обнаружено еще две подобные системы, одна из них (SDSS J095717.30+364953.5) является важной и может быть подтверждением первой или второй теории образования таких уникальных объектов, поскольку в ней присутствует слияние.
Ученые провели детальное многоволновое исследование объекта SDSS J140644.42+471602.0, используя данные Слоановского цифрового обзора неба (SDSS) в сочетании с инфракрасными наблюдениями спутника WISE и ультрафиолетовыми наблюдениями спутника GALEX.
Для анализа этих данных ученые применили программный комплекс CIGALE (Code Investigating GALaxy Emission). Это современный инструмент, который позволяет воспроизводить энергетический «портрет» галактик — их спектральное распределение от ультрафиолетового до инфракрасного диапазона — определять их ключевые характеристики и на этой основе воспроизводить историю звездообразования.
Благодаря такому подходу удалось выяснить, что около 500 миллионов лет назад эта галактика пережила мощный всплеск формирования звезд. Украинские исследователи пришли к выводу, что наиболее вероятным сценарием возникновения полярного кольца в SDSS J140644.42+471602.0 была аккреция вещества из галактики-спутника. Поскольку в настоящее время рядом с ней такого объекта не наблюдается, скорее всего, он был полностью разрушен в результате этого процесса.
Каталог галактик с полярными кольцами
Для поиска таких уникальных объектов и применения методов машинного обучения группой украинских ученых была проделана большая работа по ревизии действующих каталогов галактик с полярными кольцами. В настоящее время в литературе существует три каталога галактик с полярными кольцами, которые были созданы разными авторами в 1990, 2011, 2019 годах. Прежде чем алгоритм машинного обучения начнет искать такие объекты, его нужно обучить, то есть показать как можно больше примеров, что это за галактики и какова их форма. Для этого наши ученые собрали все имеющиеся галактики с полярными кольцами из всех действующих каталогов, их оказалось 463 объекта. Они провели их визуальную инспекцию и оказалось, что всего 87 галактик являются галактиками с полярными кольцами, все остальные были отброшены. Но почему все остальные галактики ранее попали в данные каталоги? Наши ученые объясняют это тем, что более ранние телескопы не имели такого качественного изображения по сравнению с современными, и формы тех галактик напоминали галактики с полярными кольцами, именно поэтому они и попали в каталоги.
В общем, 87 галактик для тренировки нейронной сети является экстремально малой тренировочной выборкой. Однако украинским исследователям все же удалось применить методы машинного обучения для обработки данных. Результатом стало создание каталога, содержащего 167 галактик. Его можно будет использовать для дальнейших исследований того, как образуются полярные кольца.
По материалам ui.adsabs.harvard.edu
