გალაქტიკები

ევროპის კოსმოსური სააგენტოს ცნობით ხელოვნური ინტელექტის ახალი ინსტრუმენტი, AnomalyMatch, გაუშვეს და ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მთელი არქივი შეისწავლეს. 35 წელზე მეტი ხნის დაკვირვების შედეგად, მონაცემთა ნაკრები ისეთ დონემდე დაგროვდა, რომ ხელით ანალიზისთვის მართვა შეუძლებელი გახდა. ხელოვნურმა ინტელექტმა ის სამ დღეზე ნაკლებ დროში დაამუშავა და ასობით უცნობი ობიექტი ამოიცნო.

არქივი, რომელიც თავის მომენტს ელოდა

მეცნიერები აღნიშნავენ, რომ ტელესკოპები უფრო მეტ მონაცემს აგროვებენ, ვიდრე ადამიანებს შეუძლიათ დაამუშაონ. არქივების პოტენციალი ათწლეულების განმავლობაში ყველა ობსერვატორიის გამორთვაც კი არ ამოწურავს. მკვლევარების აზრით, სწორედ აქ აღმოჩნდება ხელოვნური ინტელექტი ყველაზე სასარგებლო. მას შეუძლია სისტემატურად გადახედოს მონაცემებს, რომლებიც წლების განმავლობაში უგულებელყოფილი იყო.

ათასობით ანომალია სამ დღეში

AnomalyMatch მხოლოდ ერთ გრაფიკულ პროცესორზე მუშაობდა და ორნახევარ დღეში დაახლოებით 100 მილიონი გამოსახულების ფრაგმენტი დაამუშავა. ამ დროის განმავლობაში პროგრამამ შეისწავლა ჰაბლის მთელი არქივი და აღმოაჩინა 1400-ზე მეტი ანომალიური ობიექტი. ხელით ვერიფიკაციამ დაადასტურა 1300-ზე მეტი აღმოჩენა, რომელთაგან 800-ზე მეტი მეცნიერებისთვის აქამდე უცნობი იყო.

რა აღმოაჩინა ზუსტად ხელოვნურმა ინტელექტმა?

აღმოჩენილ ობიექტებში დომინირებს ურთიერთქმედი და შერწყმული გალაქტიკები, გრავიტაციული ლინზების კანდიდატები და იშვიათი რგოლური სტრუქტურები. მეცნიერებმა ასევე აღმოაჩინეს მედუზას ფორმის გალაქტიკები, გადაფარვის სისტემები და აქტიური ბირთვები. ზოგიერთი აღმოჩენა უკიდურესად უჩვეულო ჩანს, მათ შორის მბრუნავი ბირთვებითა და ღია მკლავებით გალაქტიკები. მკვლევარები ხაზს უსვამენ, რომ ასეთი ანომალიები ხელს უწყობს გალაქტიკების ევოლუციის, ბნელი მატერიის ბუნების უკეთ გაგებას და ზოგადი ფარდობითობის ტესტირებას.

ჟურნალ „Nature Astronomy“-ში გამოქვეყნებული კვლევის თანახმად, მეცნიერები თვლიან, რომ ირმის ნახტომი და გალაქტიკების მთელი ადგილობრივი ჯგუფი ბნელი მატერიის უზარმაზარ ფენაში მდებარეობს. ახალი მოდელი ახლომდებარე გალაქტიკების უცნაური მოძრაობის ახსნას გვთავაზობს, რაც დიდი ხანია ეწინააღმდეგება საყოველთაოდ მიღებულ შეხედულებებს.

ასტრონომებმა ედვინ ჰაბლის დროიდან იციან, რომ სამყარო ფართოვდება და თითქმის ყველა გალაქტიკა ერთმანეთს შორდება. თუმცა, ანდრომედა, უახლოესი დიდი გალაქტიკა, ირმის ნახტომისკენ მოძრაობს. ეს ანომალიად ჩანდა, რადგან მთელი ლოკალური ჯგუფი გრავიტაციულად არის დაკავშირებული და კოორდინირებულად უნდა მოქმედებდეს.

ადგილობრივი ჯგუფის ვირტუალური დუბლიორი

ამ შეუსაბამობის გასაგებად, მკვლევრებმა შექმნეს ლოკალური ჯგუფისა და მიმდებარე გალაქტიკების ვირტუალური ტყუპისცალი. სიმულაცია დაიწყო ადრეული სამყაროს პირობებით, რომლებიც განისაზღვრა კოსმოსური მიკროტალღური ფონის მონაცემებით. შემდეგ მეცნიერებმა სისტემის ევოლუციას მიჰყვნენ და ვირტუალური გალაქტიკების მოძრაობები რეალურ დაკვირვებებს შეადარეს.

დამთხვევა საოცრად ზუსტი აღმოჩნდა. თუმცა, მოდელი მხოლოდ ერთი პირობით მუშაობდა: ლოკალური ჯგუფი განლაგებული ყოფილიყო არა სფერულ ჰალოში, არამედ ბნელი მატერიის ბრტყელ ფენაში. გამოთვლების თანახმად, ეს სტრუქტურა მილიონობით სინათლის წლის ზომისაა.

რატომ ფოთოლი და არა სფერო?

ტრადიციული კოსმოლოგიური მოდელი ვარაუდობს, რომ გალაქტიკები განლაგებულია ბნელი მატერიის მასიურ სფერულ ჰალოებში. ამ შემთხვევაში, მათ მოძრაობაზე გავლენას ახდენს, ძირითადად, ამ სფეროებში არსებული მასა. ახალი კვლევა გვთავაზობს განსხვავებულ გეომეტრიას, რომელშიც მასის განაწილება დიდ მანძილებზე ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.

ფურცლის მსგავს სტრუქტურაში, ბნელი მატერიის კიდეები ნაზად იზიდავს გალაქტიკებს გარეთ, ხოლო კოსმოსური სიცარიელეები სიბრტყის გარეთ არსებობს. გრავიტაციისა და სიცარიელეების ეს კომბინაცია ნათლად ხსნის ლოკალური ჯგუფის დაკვირვებულ დინამიკას. ავტორების აზრით, სწორედ ეს კონფიგურაცია წყვეტს წინა წინააღმდეგობებს.

გახსნა რას ნიშნავს?

კვლევის წამყვანმა ავტორმა, ევაუდ ვემპემ, ნაშრომს ლოკალურ ჯგუფში ბნელი მატერიის განაწილებისა და სიჩქარეების პირველი შეფასება უწოდა. მან აღნიშნა, რომ მოდელი თავსებადია როგორც ზოგად კოსმოლოგიურ თეორიასთან, ასევე ლოკალურ დაკვირვებებთან. მისი თქმით, ეს იშვიათი შემთხვევაა, როდესაც ორივე სურათი ემთხვევა.

„ჩვენ ვიკვლევთ ადრეული სამყაროს ყველა შესაძლო ლოკალურ კონფიგურაციას“, - განმარტა უემპემ. მან ხაზგასმით აღნიშნა, რომ შედეგად მიღებულ მოდელს დამოუკიდებელი გადამოწმება სჭირდება. მომავალში მეცნიერები გეგმავენ კოსმოსური ტელესკოპის მონაცემების გამოყენებას ლოკალური ჯგუფის მიღმა ბნელი მატერიის მსგავსი ფენების მოსაძებნად.

ადრეულ სამყაროში აღმოჩენილი ობიექტი თავისი ასაკისთვის ძალიან ცხელი იყო. ს , ასტრონომებმა ანომალიური გალაქტიკური გროვა SPT2349-56 დიდი აფეთქებიდან სულ რაღაც 1.4 მილიარდი წლის შემდეგ აღმოაჩინეს.

ძალიან ადრე და ძალიან ცხელა

SPT2349-56-ის შიგნით არსებული გაზი გაცილებით ცხელი აღმოჩნდა, ვიდრე არსებული მოდელები იძლევა დაშვებულს. როგორც წესი, კლასტერების გრავიტაციულ გაცხელებას მილიარდობით წელი სჭირდება. „ჩვენ არ ველოდით, რომ კოსმოსური ისტორიის ასე ადრეულ ეტაპზე ასეთ ცხელ ატმოსფეროს დავინახავდით“, - ამბობს ასპირანტი დაჟი ჟოუ. ის აღიარებს, რომ თავდაპირველად გუნდს ეჭვი შეეპარა მონაცემებში. „თავიდან სკეპტიკურად ვიყავი განწყობილი; სიგნალი ძალიან ძლიერი იყო იმისთვის, რომ რეალური ყოფილიყო“, - აღიარებს ის. თუმცა, თვეების განმავლობაში ტესტირების შემდეგ, დასკვნა დადასტურდა. გაზი მინიმუმ ხუთჯერ უფრო ცხელი აღმოჩნდა, ვიდრე პროგნოზირებული იყო. ტემპერატურამ 10 მილიონ კელვინს გადააჭარბა, რაც თანამედროვე კლასტერებთან შედარებითაა.

დიდი აფეთქების ჩრდილი

SPT2349-56 პირველად 2010 წელს შენიშნეს ანტარქტიდაში მდებარე სამხრეთ პოლუსის ტელესკოპის გამოყენებით. მაშინაც კი, ობიექტი უჩვეულოდ გამოიყურებოდა.

2018 წელს, შემდგომი დაკვირვებებით გამოვლინდა, რომ ეს გროვა 30-ზე მეტი გალაქტიკისგან შედგება. ისინი ვარსკვლავებს ათასჯერ უფრო სწრაფად ქმნიან, ვიდრე ირმის ნახტომი და სწრაფად უახლოვდებიან ერთმანეთს. ასეთი ძალადობრივი პროცესების გამო, ასტრონომები ვარაუდობდნენ, რომ ობიექტი მინიშნებებს მოგვცემდა იმის შესახებ, თუ როგორ ევოლუციონირდნენ გალაქტიკები, განსაკუთრებით ადრეული სამყაროს კრიტიკულ პერიოდში. ჟოუს გუნდმა კოსმოსური მიკროტალღური ფონის შესასწავლად ALMA რადიოტელესკოპი გამოიყენა. ისინი სუნიაევ-ზელდოვიჩის ეფექტს ეძებდნენ. ეს ეფექტი კოსმოსური მიკროტალღური გამოსხივების ფონზე ცხელი გაზის „ჩრდილის“ სახით ჩნდება. რადგან ფონი ერთგვაროვანია, ასეთი დამახინჯებები აშკარად ჩანს.

შავი ხვრელები ცვლიან სურათს

სიგნალი არა მხოლოდ განსხვავებული, არამედ გამორჩეულად ძლიერიც იყო. ანალიზმა ცხელი ელექტრონების მკაფიო თერმული ხელწერა გამოავლინა.

არსებული მოდელები აჩვენებს, რომ მხოლოდ გრავიტაცია არასაკმარისია ასეთი გათბობისთვის. მეცნიერები ვარაუდობენ დამატებითი ენერგიის წყაროს არსებობას. ისინი ვარაუდობენ, რომ მინიმუმ სამი სუპერმასიური შავი ხვრელის ჭავლები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. შესაძლოა, მათ აქტიურად გადატუმბეს ენერგია გალაქტიკათშორის გაზში. „ეს იმაზე მიუთითებს, რომ შავი ხვრელები უკვე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენდნენ გარემოზე“, - განმარტავს სკოტ ჩეპმენი. ის აღნიშნავს, რომ ეს მოხდა უფრო ადრე და უფრო ინტენსიურად, ვიდრე მოსალოდნელი იყო. აღმოჩენა მიუთითებს ამჟამინდელი თეორიების არასრულყოფილებაზე. კლასტერების ევოლუცია უნდა განვიხილოთ, როგორც ერთიანი ეკოსისტემა. „ჩვენ გვსურს გავიგოთ ურთიერთობა ვარსკვლავთწარმოქმნას, აქტიურ შავ ხვრელებსა და გადახურებულ ატმოსფეროს შორის“, - ამბობს ჟოუ.

თანახმად გამოქვეყნებული , ინდოელმა ასტრონომებმა 53 ახალი გიგანტური რადიოკვაზარი აღმოაჩინეს.

ეს ობიექტები ასხივებენ პლაზმის ჭავლებს, რომელთა სიგრძე 7,2 მილიონ სინათლის წლამდეა — ჩვენი გალაქტიკის დიამეტრზე 68-ჯერ მეტი.

ათობით ირმის ნახტომის ზომის ჭავლები

კვაზარები აქტიური გალაქტიკური ბირთვებია, რომელთა ცენტრში შავი ხვრელებია. ისინი პლაზმის ნაკადებს თითქმის სინათლის სიჩქარით გამოტყორცნიან. მათი აღმოჩენა შესაძლებელი გახდა TGSS კვლევის წყალობით, რომელიც GMRT ტელესკოპმა ჩაატარა და ცის დაახლოებით 90% მოიცვა.

„ამ რადიოჟანათების ზომა შეუდარებელია ჩვენს გალაქტიკასთან“, ამბობს სუვიკ მანიკი და აღნიშნავს, რომ ჟანათების სიგრძე „ირმის ნახტომის დიამეტრზე 20-50-ჯერ მეტია“.

ასტრონომებმა შეისწავლეს ამ ჭავლების ასიმეტრია. სუშანტა კ. მონდალმა განმარტა: „ერთის მხრივ, ჭავლს შეუძლია შეეჯახოს მკვრივ ღრუბლებს, ხოლო მეორეს მხრივ, ის თავისუფლად ფართოვდება“. შორეული კვაზარები ავლენენ ყველაზე ძლიერ ასიმეტრიას.

გავლენა სამყაროზე

საბიასაჩი პალის თქმით, გიგანტური კვაზარები გვეხმარება მათი ევოლუციის გვიანი ეტაპების გაგებაში. მათი უზარმაზარი რადიოწილები საშუალებას გვაძლევს, უზარმაზარ დისტანციებზე გამოვიკვლიოთ მყიფე გალაქტიკათშორისი გაზი.

მეცნიერები თვლიან, რომ ასეთი დაკვირვებები ავლენს სუპერმასიურ შავ ხვრელებში მიმდინარე პროცესებს და გვეხმარება სამყაროს სტრუქტურის გაგებაში. ნაშრომი აჩვენებს, თუ როგორ მოქმედებს კვაზარები გალაქტიკების ზრდასა და სიკვდილზე.

, არიზონას უნივერსიტეტის ასტრონომებმა სამი ულტრამკრთალი ჯუჯა გალაქტიკა აღმოაჩინეს ცნობით .

ეს უძველესი ობიექტები, რომლებიც მხოლოდ ძველ ვარსკვლავებს შეიცავენ, ადასტურებს ჰიპოთეზას, რომ მათში ვარსკვლავთწარმოქმნა ადრეულ სამყაროში შეწყდა.

მოჩვენება გალაქტიკები პანდემიის დროს ჩატარებული DESI Legacy Survey-ის მონაცემების ხელით ანალიზის შედეგად აღმოაჩინეს. „ეს ელვასავით იყო“, - თქვა კვლევის ხელმძღვანელმა დევიდ სენდმა. დეტალური კვლევისთვის გამოყენებული იქნა Gemini South-ის ტელესკოპი, რომელიც აღჭურვილია GMOS მრავალობიექტიანი სპექტროგრაფით.

კვლევებმა აჩვენა, რომ ეს გალაქტიკები სრულიად მოკლებულია ვარსკვლავთწარმოქმნისთვის აუცილებელ გაზს. მეცნიერები ამას რეიონიზაციის ეპოქას მიაწერენ, როდესაც ულტრაიისფერი გამოსხივების შედეგად ჯუჯა გალაქტიკებიდან გაზი აორთქლდა, ან სუპერნოვას აფეთქებების შედეგად გაზის გამოტყორცნას.

აღმოჩენა გვეხმარება უკეთ გავიგოთ რეიონიზაციის ეპოქაში მიმდინარე პროცესები და გვაძლევს უნიკალურ შესაძლებლობას, შევისწავლოთ სამყაროს ევოლუცია. მეცნიერთა გუნდი უკვე მუშაობს ნეირონული ქსელების მომზადებაზე, რათა დააჩქარონ ასეთი ობიექტების ძიება.