Як ростуть надмасивні чорні діри? Штучний інтелект виявив 7 квазарів, які можуть допомогти розв'язати цю загадку
Цей концепт художника зображує яскраве світло двох квазарів, що знаходяться в ядрах двох галактик, які перебувають у хаотичному процесі злиття.
Яскраві об'єкти у всесвіті можуть містити ключ до розуміння еволюції галактик, адже гравітація перетворює їх на величезні космічні лупи.
Астрономи, використовуючи штучний інтелект для аналізу даних з Приладу спектроскопії темної енергії (DESI), виявили сім перспективних кандидатів на роль квазарів, які виконують функцію гравітаційних лінз. Ці природні космічні лупи виникають, коли гравітація масивного об'єкта згинає та збільшує світло від більш віддаленого об'єкта.
Ці незвичайні системи можуть допомогти дослідникам краще зрозуміти, як активно зростаючі надмасивні чорні діри еволюціонують, відповідно до заяви університету штату Огайо.
"Квазари — це як дитячі фотографії надмасивної чорної діри," — зазначив Еверетт МаКартур, провідний автор дослідження та аспірант астрономії в університеті штату Огайо. "Тому вивчення того, як ми переходимо від квазарів до цих чорних дір, є дійсно важливим."
Квазари — це яскраві центри галактик, які живляться активно зростаючими надмасивними чорними дірами. Дослідження цих об'єктів може допомогти вченим зрозуміти, як чорні діри еволюціонують у величезні об'єкти, які спостерігаються в сучасному всесвіті. Однак, коли ці чорні діри поглинають газ і пил, вони випромінюють таку кількість енергії, що можуть перевершувати всю свою галактику, ускладнюючи їх вивчення.
Рідкісні випадки, коли квазар виконує роль гравітаційної лінзи, пропонують спосіб обійти цю проблему, надаючи астрономам унікальну можливість спостерігати як за квазаром, так і за віддаленою галактикою, світло якої збільшується під впливом його гравітації.
Проте виявлення цих рідкісних вирівнювань може бути надзвичайно складним. Дослідницька група почала з каталогу приблизно 800,000 квазарів, виявлених DESI, і використала модель машинного навчання для пошуку тонких ознак гравітаційного лінзування.
Оскільки відомо дуже мало квазарів, які виконують роль гравітаційних лінз, у дослідників було мало реальних даних для навчання їхньої моделі штучного інтелекту. Натомість вони створили змодельовані приклади цих космічних вирівнювань, що дозволило алгоритму навчитися, на що звертати увагу перед пошуком у каталозі DESI. Алгоритм звузив пошук до приблизно 200 кандидатів, які дослідники потім переглянули вручну. Цей процес призвів до виявлення семи нових кандидатів на роль квазарних лінз.
Ці відкриття приблизно подвоюють кількість відомих систем, виявлених через подібні пошукові дослідження.
Хоча штучний інтелект зіграв ключову роль у виявленні кандидатів, ці відкриття підкреслюють науковий потенціал, прихований у величезних наборах даних, створених сучасною астрономією. DESI картографує мільйони галактик і квазарів, створюючи величезний архів, який було б майже неможливо дослідити вручну.
Подальші спостереження знадобляться для підтвердження нововиявлених квазарних лінз і вивчення їхніх властивостей більш детально. Якщо це підтвердиться, вони можуть запропонувати астрономам потужний новий спосіб дослідження того, як надмасивні чорні діри формували галактики навколо себе, демонструючи, як штучний інтелект може виявляти рідкісні космічні явища, приховані в величезних наборах даних, створених сучасними оглядами неба.
Їхні висновки були опубліковані 22 липня в журналі The Astrophysical Journal.
