Astronomové poprvé tvrdí, že našli způsob, jak rekonstruovat celý „životní příběh“ galaxie – z jediného snímku v čase.
Je to trochu jako dívat se na jedinou fotografii cizího člověka a být schopen odvodit, kde se narodili, jak vyrostli a koho cestou potkali. Nová metoda se nazývá „extragalaktická archeologie“ a místo hladítek a štětců používá AI analýzu chemických „otisků prstů“ k sepsání multimiliard letých biografií galaxií daleko za hranicemi naší vlastní.
A nový článek v Nature AstronomyJeho autoři tvrdí, že by mohl být základem nového terénního průvodce, který by se dozvěděl více o tom, jak se galaxie v průběhu eonů formovaly, slučovaly a měnily. Ale aby se tam dostali, začali výzkumníci v malém a sledovali drobné variace kyslíku v jediné galaxii, nazvané NGC 1365.
Středy galaxií mají obvykle nejvyšší koncentrace kyslíku, přičemž při pohybu směrem k jejich vnějším oblastem lze očekávat stálý klesající gradient tohoto relativně těžkého prvku. Nesrovnalosti v tomto vzoru však mohou být způsobeny hlavními událostmi v „životním příběhu“ galaxie – když se tvoří nové hvězdy nebo černé díry, když staré hvězdy přecházejí do supernovy, když galaxie mezi sebou prorážejí nebo se spojují.
Efektivně tým provedl asi 20 000 simulací různých galaxií procházejících všemi druhy rostoucích bolestí, vytvořil simulované historické příběhy sledující formování hvězd, černé díry a pohyb plynu a vývoj různých chemikálií v nich – a pomocí umělé inteligence k porovnání těchto simulovaných dat s reálnými pozorovacími daty byli schopni najít shodu dostatečně blízko, aby bylo možné odvodit, jak se dnes NGC dostala tam, kde je 136.
„Mohli bychom rekonstruovat podrobnou historii růstu jednotlivé spirální galaxie pouze z jejích současných chemických otisků,“ řekla Refractor hlavní autorka Lisa Kewley, ředitelka Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
B. Madore, The Observatories, Carnegie Institution for Science
Zjistili, že NGC 1365 má centrální oblast, která se vytvořila těsně před vznikem vesmíru, před 13,7 miliardami let, za vzniku kyslíku. Zhruba za 12 miliard let se plyn na periferii galaxie dále hromadil, když NGC 1365 narazila do trpasličích galaxií. Plyn na vnějších okrajích se však dostal později, protože hvězdy ze splývajících trpasličích galaxií poskytovaly větší zásobu.
To je jen historie jediné galaxie. V měřítku vesmíru se extragalaktická archeologie snaží najít „životní příběhy galaxií mimo Mléčnou dráhu“. Cílem je hledat „fosilní záznamy“ těchto galaxií. I když galaxie nejsou tvořeny kostmi jako stvoření na Zemi, mají strukturu plynu, prachu, hvězd, temné hmoty a dalších.
Slabinou tradičních studií galaxií je, řekl Kewley, že mají tendenci mapovat galaxie podle „červeného posuvu“ nebo podle toho, jak moc jsou vlnové délky světla galaxií roztaženy do červené části světelného spektra. Jednoduše řečeno, galaxie s vyšším rudým posuvem jsou galaxie, které jsou starší. Je to proto, že se celý vesmír rozpíná a nejstarší galaxie se od sebe vzdalují nejrychleji.
Redshift je užitečný pro mapování věku, ale extragalaktická archeologie si klade za cíl podívat se na to, jak se galaxie slučovaly nebo vyměňovaly plyny a další zásoby v průběhu věků. Naštěstí tento ambiciózní cíl odpovídá vznikající technologii: umělá inteligence, simulace a pozorování galaxií pomocí dalekohledů s vysokým rozlišením, to vše spolupracují na zmapování tohoto kurzu pro astronomy.
Kewley řekl, že pohled na NGC 1365 je dobrou případovou studií, jak dělat tento druh archeologie. „Ukazuje to, že podrobné kyslíkové mapy jedné galaxie, když je systematicky srovnáváme s tisíci simulovaných galaxií, mohou zúžit evoluční cestu“ pro tuto galaxii, řekla.
Samozřejmě je to jen jedna z nevýslovných miliard galaxií v našem vesmíru a výzkumníci říkají, že je potřeba jít dále – najít historii různých druhů galaxií s různými slučovacími sekvencemi. Pokud vše půjde dobře, vědci doufají, že nakonec vytvoří „polního průvodce“ pro typickou galaxii. Podobně jako při pohledu na ptáka na Zemi by astronomové mohli „popsat, jak to je [the galaxy] vypadá dnes a také odvodit, jak a kdy sestavil své hvězdy a plyn,“ řekl Kewley.
Vzhledem k tomu, že tento obor je stále mladý, dodal Kewley, je toho hodně, co se musíme naučit: „Metoda bude silnější, když přidáme více prvků, více galaxií a lepší simulace.“ Řekla však, že její tým doufá, že historie vzdálených galaxií lépe vyjde najevo s extragalaktickou archeologií, aby lépe poskytla informace nejen o vesmíru jako celku, ale také o našem vlastním domově v Mléčné dráze.
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
