Το GALAXY CRUISE, σε συνεργασία με αστρονόμους πολίτες, χρησιμοποιεί τις εικόνες του τηλεσκοπίου Subaru για να αποκαλύψει τα μυστικά των γαλαξιών. Το έργο διαπίστωσε ότι η συγχώνευση γαλαξιών δείχνει αυξημένη δραστηριότητα. Μέσω εκτεταμένης εκπαίδευσης, οι αστρονόμοι των πολιτών συνέβαλαν σημαντικά, επιτρέποντας πρωτοποριακές ανακαλύψεις σχετικά με τη φύση των αλληλεπιδράσεων και των συγχωνεύσεων των γαλαξιών.
Το GALAXY CRUISE, ένα πρόγραμμα επιστήμης πολιτών υπό την ηγεσία του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας (NAOJ), ταξιδεύει στον κοσμικό ωκεανό με αστρονόμους πολίτες για να αποκαλύψει τα μυστικά των γαλαξιών από το 2019.
Χρησιμοποιώντας τις βαθιές, υψηλής ποιότητας εικόνες από το τηλεσκόπιο Subaru σε συνδυασμό μεακρίβεια ταξινομήσεις γαλαξιών που παρέχονται από αστρονόμους πολίτες, επαγγελματίες ερευνητές επιβεβαίωσαν ξεκάθαρα ότι οι γαλαξίες γίνονται πιο «ενεργοί» όταν συγκρούονται και συγχωνεύονται με άλλους γαλαξίες.
Αυτό το αποτέλεσμα αναφέρεται στην πρώτη επιστημονική εργασία από το GALAXY CRUISE. Οι ταξινομήσεις των αστρονόμων πολιτών είναι διαθέσιμες στο κοινό, έτσι ώστε αστρονόμοι από όλο τον κόσμο να μπορούν να τις χρησιμοποιήσουν για να κάνουν νέες ανακαλύψεις.
Διαβάστε επίσης: Ξεκλειδώνοντας το μέλλον των νανοφωτονικών
Γαλαξιακή ποικιλομορφία και συμμετοχή των πολιτών
Το Σύμπαν είναι γεμάτο με μια μεγάλη ποικιλία γαλαξιών. μερικοί γαλαξίες είναι κόκκινοι ελλειπτικοί γαλαξίες, ενώ άλλοι είναι μπλε σπειροειδείς γαλαξίες. Υπάρχουν επίσης γαλαξίες χωρίς καλά καθορισμένα σχήματα. Αυτή η ποικιλομορφία πιστεύεται ότι προκύπτει από συγκρούσεις και συγχωνεύσεις μεταξύ γαλαξιών σε κοσμικές χρονικές κλίμακες. Ωστόσο, οι ακριβείς ρόλοι των συγκρούσεων και των συγχωνεύσεων έχουν παραμείνει ελάχιστα κατανοητοί επειδή οι αλληλεπιδρώντες γαλαξίες είναι σπάνια αντικείμενα και επομένως είναι δύσκολο να βρεθούν.
Για να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία, το GALAXY CRUISE ζήτησε βοήθεια από αστρονόμους πολίτες για να εντοπίσουν αλληλεπιδρώντες γαλαξίες από τις βαθιές εικόνες που τραβήχτηκαν με το Hyper Suprime-Cam (HSC) που είναι εγκατεστημένο στο τηλεσκόπιο Subaru.
Οι αστρονόμοι πολίτες δεν είναι σε καμία περίπτωση επαγγελματίες αστρονόμοι, αλλά μπορούν να ταξινομήσουν τους γαλαξίες; Ναι μπορούν! Οι επαγγελματίες αστρονόμοι τους δείχνουν πώς. Οι αστρονόμοι πολίτες καλούνται να περάσουν από ένα εκπαιδευτικό πρόγραμμα για να κατανοήσουν τις βασικές αρχές της μορφολογίας των γαλαξιών. Μόλις περάσουν την πορεία, παίρνουν κάρτα επιβίβασης για το GALAXY CRUISE.
Πολλοί αστρονόμοι πολίτες επιβιβάστηκαν και γοητεύτηκαν από την ποικιλομορφία των γαλαξιών στο Σύμπαν. Περίπου 10.000 πολίτες αστρονόμοι εξερεύνησαν το Σύμπαν και έκαναν περισσότερες από 2 εκατομμύρια ταξινομήσεις στα πρώτα 2,5 χρόνια του GALAXY CRUISE. Ένας τόσο μεγάλος αριθμός ταξινομήσεων δεν θα ήταν δυνατός μόνο από επαγγελματίες αστρονόμους.
Ερευνητικά ευρήματα και επιπτώσεις
Ο Δρ Masayuki Tanaka, ο «Καπετάνιος» του GALAXY CRUISE, ανέλυσε προσεκτικά τις ταξινομήσεις των επιστημόνων των πολιτών και διαπίστωσε ότι οι αστρονόμοι πολίτες ταξινόμησαν πολύ καλά τους γαλαξίες. Το σχήμα 2 απεικονίζει την ακρίβεια. Η ποιότητα των εικόνων HSC είναι απαραίτητη για την υψηλή ακρίβεια ταξινόμησης. Υπάρχουν πολλοί γαλαξίες που είχαν ταξινομηθεί ως ελλειπτικοί γαλαξίες σε προηγούμενες μελέτες, αλλά αποδεικνύεται ότι εμφανίζουν καθαρούς σπειροειδείς βραχίονες στις βαθύτερες εικόνες HSC. «Η ακρίβεια ταξινόμησης του GALAXY CRUISE ξεπερνά τις προηγούμενες μελέτες», λέει ο Tanaka.
Το ίδιο ισχύει και για τους αλληλεπιδρώντες γαλαξίες, οι οποίοι βρίσκονται στο επίκεντρο του GALAXY CRUISE. Όταν οι γαλαξίες συγκρούονται και συγχωνεύονται, παρουσιάζουν συχνά παραμορφωμένα σχήματα με χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά γύρω τους, όπως παλιρροϊκές ουρές. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι συχνά διάχυτα και αχνά και μπορεί εύκολα να τα χάσετε. Ωστόσο, χάρη στην υψηλή ευαισθησία και την υψηλή γωνιακή ανάλυση των εικόνων HSC, το GALAXY CRUISE απαθανάτισε με επιτυχία αυτά τα αμυδρά χαρακτηριστικά.
Οι αστρονόμοι πολίτες ανακάλυψαν ότι πολλοί από τους «κανονικούς» (δηλαδή, μη αλληλεπιδρώντες) γαλαξίες που αναφέρθηκαν στις προηγούμενες μελέτες παρουσιάζουν στην πραγματικότητα σημάδια αλληλεπίδρασης. Επιπλέον, αστρονόμοι πολίτες εντόπισαν γαλαξίες που επί του παρόντος υφίστανται βίαιες συγχωνεύσεις. Το Σχήμα 3 παρουσιάζει αυτές τις βίαιες συγχωνεύσεις. Όλα παρουσιάζουν σημαντικά παραμορφωμένα σχήματα με πολύ περίπλοκες δομές. Τέτοιες βίαιες συγχωνεύσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες και ένα στατιστικό δείγμα τέτοιων γαλαξιών δείχνει τη δύναμη των οπτικών ταξινομήσεων από μεγάλο αριθμό πολιτών αστρονόμων.
Το δείγμα γαλαξιών που αλληλεπιδρούν αποκάλυψε ότι αυτοί οι γαλαξίες παρουσιάζουν ενισχυμένο επίπεδο δραστηριότητας σχηματισμού άστρων (Σημείωση 1) σε σύγκριση με τους κανονικούς γαλαξίες. Επιπλέον, οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες βρέθηκαν επίσης να είναι πιο ενεργές (Σημείωση 2). Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η δραστηριότητα ενισχύεται πιο σημαντικά σε βίαιες συγχωνεύσεις όπως αυτές που φαίνονται στο Σχήμα 3. Είναι πιθανό ότι η τελική συνένωση ενός γεγονότος συγχώνευσης είναι η στιγμή που η εσωτερική δραστηριότητα των γαλαξιών ενισχύεται πιο έντονα. Αυτά τα ενδιαφέροντα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν σε επιστημονική εργασία. Αυτή είναι η πρώτη εργασία από το GALAXY CRUISE και αποτελεί ορόσημο όχι μόνο για τους αστρονόμους αλλά και για τους συμμετέχοντες αστρονόμους πολίτες.
Προκλήσεις και ο δρόμος προς τα εμπρός
«Έχουν γίνει πολλές προσπάθειες για να κατανοήσουμε τον σχηματισμό των άστρων και μαύρη τρύπα δραστηριότητες συγχώνευσης γαλαξιών», λέει ο Tanaka. «Ωστόσο, οι ερευνητές έχουν συχνά καταλήξει σε αντιφατικά αποτελέσματα. Αυτό πιθανότατα οφείλεται στις δυσκολίες στον εντοπισμό συγχωνευόμενων γαλαξιών, διαφορές στον ορισμό των συγχωνεύσεων, διαφορές στον τρόπο ανάλυσης των γαλαξιών κ.λπ. Η προσέγγιση του GALAXY CRUISE στο πρόβλημα είναι η κλασική οπτική ταξινόμηση.
«Είναι μια χρονοβόρα αλλά ισχυρή μέθοδος για τον εντοπισμό των συγχωνεύσεων. Σε συνδυασμό με τις υψηλής ποιότητας εικόνες HSC, μπορούσαμε να δημιουργήσουμε ένα καλύτερο δείγμα συγχωνεύσεων από πριν και μας οδήγησε να επιβεβαιώσουμε ξεκάθαρα ότι οι συγχωνεύσεις ενισχύουν τις εσωτερικές δραστηριότητες των γαλαξιών. Αυτό είναι ένα εξαιρετικά συναρπαστικό αποτέλεσμα και δεν θα ήταν δυνατό χωρίς τη συμμετοχή τόσων πολιτών αστρονόμων».
Ο κατάλογος ταξινομήσεων της GALAXY CRUISE κυκλοφόρησε στο κοινό μαζί με τη δημοσίευση της εργασίας. Οι ταξινομήσεις υψηλής ποιότητας θα αξιοποιηθούν περαιτέρω από επαγγελματίες αστρονόμους από όλο τον κόσμο. Ο κατάλογος ελπίζουμε να τους οδηγήσει σε νέες ανακαλύψεις.
«Οι άνθρωποι μπορεί να πιστεύουν ότι η επιστημονική εργασία είναι μόνο για επαγγελματίες ερευνητές. Αυτό δεν ισχύει απαραίτητα. Οι δημόσιοι πολίτες μπορούν σίγουρα να συνεισφέρουν όπως απέδειξε η GALAXY CRUISE. Το GALAXY CRUISE βρίσκεται ακόμα στο συνεχιζόμενο ταξίδι του. Γιατί να μην συμμετάσχετε; Ανυπομονώ να σας καλωσορίσω στο πλοίο και να λύσουμε μαζί τα μυστήρια των γαλαξιών», καταλήγει ο Captain Tanaka.
Αυτή η εργασία έχει δημοσιευθεί διαδικτυακά στο Εκδόσεις της Αστρονομικής Εταιρείας της Ιαπωνίας (PASJ) στις 26 Σεπτεμβρίου 2023, όπως οι Tanaka et al. “ΓΑΛΑΞΙΑ ΚΡΟΥΑΖΙΕΡΑ: Βαθιές γνώσεις για τους αλληλεπιδρώντες γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν.”
Σημειώσεις
- Ένας γαλαξίας περιέχει μια τεράστια δεξαμενή αερίου. Το αέριο ψύχεται και γίνεται πιο πυκνό με το χρόνο μέσω των βαρυτικών δυνάμεων. Όταν το αέριο γίνει αρκετά πυκνό για να ξεκινήσει μια πυρηνική αντίδραση, σχηματίζεται ένα αστέρι. Με άλλα λόγια, ένας γαλαξίας είναι ένα εργοστάσιο παραγωγής για αστέρια. Η δραστηριότητα του γαλαξία να σχηματίζει νέα αστέρια αναφέρεται ως δραστηριότητα σχηματισμού αστέρων.
- Ένας τεράστιος γαλαξίας πιθανότατα φιλοξενεί μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του. Μια μαύρη τρύπα έχει ισχυρή βαρύτητα και τραβά την ύλη από το περιβάλλον της. Καθώς η ύλη πέφτει πάνω σε μια μαύρη τρύπα, η ύλη σχηματίζει έναν δίσκο, ο οποίος είναι φωτεινός και παρατηρείται ως δραστηριότητα της μαύρης τρύπας. Η υψηλότερη δραστηριότητα της μαύρης τρύπας σημαίνει ότι περισσότερο υλικό ρέει στη μαύρη τρύπα.
Αναφορά: «Γαλαξία Κρουαζιέρα: Βαθιές γνώσεις για τους αλληλεπιδρώντες γαλαξίες στο τοπικό σύμπαν» των Masayuki Tanaka, Michitaro Koike, Sei’ichiro Naito, Junko Shibata, Kumiko Usuda-Sato, Hitoshi Yamaoka, Makoto Ando, Kei Itoyashi, Yutaro Kofuji, Atsuki Kuwata, Suzuka Nakano, Rhythm Shimakawa, Ken-ichi Tadaki, Suguru Takebayashi, Chie Tsuchiya, Tomofumi Umemoto και Connor Bottrell, 26 Σεπτεμβρίου 2023, Εκδόσεις της Αστρονομικής Εταιρείας της Ιαπωνίας.
DOI: 10.1093/pasj/psad055
Διαβάστε επίσης:
Νέα θεραπεία για πολλαπλούς τύπους καρκίνου
Πώς οι γαλαξιακές συγχωνεύσεις ζωντανεύουν τις κρυμμένες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες
Παρατήρηση Ρεκόρ Πολιτικών Επιστημόνων του Supernova Γαλαξία Pinwheel
