Похоже, в астрономии зарождается новая область галактической археологии, которая позволяет всего по одному изображению любой галактики восстановить её эволюцию в течение прошедших миллиардов лет. Это сродни тому, как рассказать всё о человеке по его единственной фотографии: где он жил, с кем встречался и какие события сформировали его характер. Предложенная учёными методология способна значительно улучшить наше понимание космических процессов и роли галактик в эволюции Вселенной.
Снимок галактики NGC 1365 в разных диапазонах. Источник изображения: JPL
Как и следовало ожидать в современных реалиях, новый метод использует искусственный интеллект для глубокого анализа химических «отпечатков» различных веществ в составе галактик. Основная идея заключается в том, чтобы на основе химического состава и градиента распределения элементов в любой галактике выявлять все ключевые события её истории за миллиарды лет: интенсивное формирование звёзд, вспышки сверхновых, циклы активности сверхмассивных чёрных дыр и эпизоды слияния с другими звёздными системами.
Тестирование метода на галактике NGC 1365
Свою методику исследователи испытали на примере спиральной галактики NGC 1365. Согласно полученным данным, центральная область этой галактики начала формироваться около 13,7 млрд лет назад — практически сразу после Большого взрыва, когда в молодой Вселенной начались процессы образования кислорода. В течение последующих 12 млрд лет внешние регионы галактики постепенно расширялись и наполнялись материей за счёт множественных слияний с карликовыми галактиками, которые приносили дополнительные запасы газа и новые звёздные скопления.
Градиент распространения кислорода в изучаемом объекте стал ключевым индикатором, но авторы исследования отмечают, что это лишь начало. В дальнейшем модель планируют дополнить наблюдениями за распределением других химических элементов, что позволит значительно повысить точность реконструкции событий.
Данные наблюдений и симуляции
Для восстановления «биографии» галактики NGC 1365 астрономы воспользовались результатами наблюдений из обзора TYPHOON. Эти данные были верифицированы после запуска свыше 20 000 компьютерных симуляций. Когда прогнозы моделей стали полностью соответствовать результатам реальных астрономических наблюдений, алгоритм был применён непосредственно к NGC 1365. Машинное обучение успешно восстановило ключевые этапы эволюции галактики, что открывает путь к созданию нового, высокоэффективного инструмента для масштабного изучения истории Вселенной.
