Семь игл в 800 000 стогах сена
Астрономы обнаружили семь редких квазаров, которые могут помочь в изучении взаимосвязи между черными дырами и галактиками. Эти объекты были найдены с помощью нейронной сети, обученной на данных о 800 000 квазарах.
Квазар — это сверхмассивная черная дыра, активно поглощающая материю и излучающая свет, который затмевает всю галактику, в которой она находится. Это создает определенные трудности для астрономов, стремящихся измерить массу галактики, поскольку яркость квазара затмевает окружающее его пространство. Однако существует способ обойти эту проблему: можно поймать квазар, чья галактика случайно искривляет свет более удаленного объекта, и это искривление позволяет определить массу.
Синие кольца — это далекие галактики, искаженные в круги массой красных эллиптических галактик перед ними (Credit : NASA/ESA/SLACS Survey Team: A. Bolton (Harvard/Smithsonian), S. Burles (MIT), L. Koopmans (Kapteyn), T. Treu (UCSB), L. Moustakas (JPL/Caltech))
Однако такие выравнивания крайне редки. Чтобы найти соответствующий квазар, необходимо, чтобы он находился между нами и более удаленной галактикой, что требует очень специфической линии зрения. Это делает задачу поиска такой комбинации сложной.
Эверетт Макарат, аспирант университета штата Огайо, начал исследование в каталоге Инструмента спектроскопии темной энергии, который содержит около 800 000 спектров квазаров. Проверка всех этих данных — это не просто проект, а работа на всю жизнь! Вместо этого команда обучила нейронную сеть, что оказалось весьма удачным решением. Поскольку реальных примеров было недостаточно, они создали их, комбинируя спектры квазаров с реальными спектрами фоновых галактик, чтобы получить макеты линз. Сеть научилась распознавать, как должна выглядеть такая комбинация, и затем начала поиск в реальных данных. В результате из 800 000 кандидатов осталось всего 200.
Гравитация передней галактики искажает и увеличивает свет квазара за ней, создавая несколько искаженных копий одного объекта (Credit : NASA, ESA)
Далее работа была передана людям, которые выбрали семь объектов для дальнейшего изучения. Хотя это число может показаться небольшим, оно примерно удваивает уже известное количество таких квазаров.
Объекты находятся на расстоянии минимум пяти или шести миллиардов световых лет, и для их подтверждения потребуется более мощный инструмент, вероятно, телескоп Хаббл. Если эти квазары подтвердятся, каждый из них станет редким примером, позволяющим измерить массу галактики, содержащей активную черную дыру, что является важным для понимания их совместного развития.
Макарат утверждает, что данная методика может быть обобщена: сеть, обученная находить один тип аномалии в спектре, может быть перенастроена для поиска других. По мере того как каталоги наблюдений увеличиваются до таких размеров, что никто не может просмотреть все данные, интересный вопрос заключается не в том, что мы уже наблюдали, а в том, что мы всё еще можем найти среди уже имеющихся данных!
