İle
Yerçekimi mercekleri ayrıca Evrenin çoğunu oluşturan görünmez karanlık maddeyi “görmemize” izin verebilir.
Yeni tanımlanan düzinelerce kütleçekimsel mercek, eski galaksileri de ortaya çıkarabilir.
Bu yılın başlarında, bir makine öğrenimi algoritması, 5.000’e kadar olası yerçekimi merceğini tespit etti ve bu, galaksilerin evrimini haritalama yeteneğimizi dönüştürebilir. Büyük patlama.
ASTRO 3D’den Kim-Vy Tran ve New South Wales Üniversitesi (UNSW) ve meslektaşları şimdi Hawaii’deki Keck Gözlemevi’ni kullanarak lenslerin 77’sini değerlendirdi. Çok Büyük Teleskop Şili’de. Uluslararası ekibi, 77’nin 68’inin muazzam kozmik mesafeleri kapsayan güçlü yerçekimi mercekleri olduğunu doğruladı.
Bu %88 başarı oranı, algoritmanın güvenilir olduğunu ve binlerce yeni yerçekimi merceğine sahip olabileceğimizi gösteriyor. Yerçekimi lenslerini keşfetmek zordu ve düzenli olarak sadece yüz tanesi kullanılıyor.
Kim-Vy Tran’ın yakın zamanda yayınlanan çalışması Astronomi DergisiASTRO 3D ve Swinburne Üniversitesi’nde veri bilimcisi Dr. Colin Jacobs tarafından geliştirilen Evrişimsel Sinir Ağları kullanılarak daha önce bulunan güçlü yerçekimi merceklerinin spektroskopik kanıtını sağlar.
AGEL araştırmasından yerçekimi merceklerinin resimleri. Resimler ön plandaki gökada üzerinde ortalanmıştır ve nesnenin adını içerir. Her panel, ön plandaki gökadaya (zdef) ve uzak arka plandaki gökadaya (zsrc) doğrulanmış mesafeyi içerir. Kredi: Kim-Vy H. Tran ve diğerleri, 2022
Çalışma, Lensli ASTRO 3D Galaxy Evolution (AGEL) araştırmasının bir parçasıdır.
ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions (ASTRO3D) ve ilgili yazar Dr. Tran, “Spektroskopimiz, yerçekimi lenslerinin gerçek olduklarını ve yalnızca tesadüfi bir süperpozisyon olmadığını göstermek için 3 boyutlu bir resmini haritalandırmamıza izin verdi” diyor ve NSW Üniversitesi (UNSW).
“AGEL ile hedefimiz, yıl boyunca hem Kuzey hem de Güney yarım kürelerden gözlemlenebilen yaklaşık 100 güçlü yerçekimi merceğini spektroskopik olarak doğrulamaktır” diyor.
Makale, Avustralya, Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Şili’den araştırmacılarla dünyayı kapsayan bir işbirliğinin sonucudur. Çalışma, belirli dijital imzaları aramak için algoritmanın geliştirilmesiyle mümkün oldu.
Dr. Tran, “Bununla, birkaç avuç dolusu lense kıyasla binlerce lensi tanımlayabildik” diyor.
Kütleçekimsel merceklenme ilk olarak Einstein tarafından ışığın uzayda büyük nesnelerin etrafında büküldüğünü öngören bir fenomen olarak tanımlandı. Bunu yaparken, başka türlü göremeyeceğimiz galaksilerin görüntülerini büyük ölçüde büyütür. Gökbilimciler tarafından uzun süredir uzak gökadaları gözlemlemek için kullanılıyor olsa da, ilk etapta bu kozmik büyüteçleri bulmak tam isabet oldu.
Dr. Tran, “Bu lensler çok küçüktür, bu yüzden bulanık görüntüleriniz varsa, onları gerçekten tespit edemezsiniz” diyor.
Bu mercekler milyonlarca ışık yılı uzaktaki nesneleri daha net görmemizi sağlarken, Evrenin çoğunu oluşturan görünmez karanlık maddeyi de “görmemize” izin vermelidir.
Dr. Tran, “Kütlenin çoğunun karanlık olduğunu biliyoruz” diyor. “Kütlenin ışığı büktüğünü biliyoruz ve bu yüzden ne kadar ışığın büküldüğünü ölçebilirsek, orada ne kadar kütle olması gerektiğini çıkarabiliriz.”
Çeşitli mesafelerde çok daha fazla kütleçekimsel merceğe sahip olmak, bize neredeyse Büyük Patlama’ya kadar giden zaman çizelgesinin daha eksiksiz bir görüntüsünü de verecektir.
“Ne kadar çok büyüteç varsa, bu daha uzaktaki nesneleri inceleme şansınız o kadar artar. Umarım çok genç galaksilerin demografisini daha iyi ölçebiliriz” diyor Dr. Tran.
“Sonra, gerçekten erken ilk galaksiler ve bizler arasında bir yerde, bozulmamış gazı ilk yıldızlara, güneşe, Samanyolu. Ve böylece farklı mesafelerdeki bu lenslerle, ilk galaksiler ile şimdi arasında, şeylerin zaman içinde nasıl değiştiğini esasen izlemek için kozmik zaman çizgisindeki farklı noktalara bakabiliriz.”
Dr. Tran’ın ekibi, her grubun farklı uzmanlıklar sunması ile tüm dünyaya yayıldı.
“Farklı üniversitelerdeki insanlarla işbirliği yapabilmek, hem projeyi ilk etapta kurmak hem de şimdi tüm takip gözlemlerine devam etmek için çok önemliydi” diyor.
Melbourne Üniversitesi’nden Profesör Stuart Wyithe ve 3 Boyutta (Astro 3D) Tüm Gökyüzü Astrofiziği için ARC Mükemmeliyet Merkezi Direktörü, her yerçekimi merceğinin benzersiz olduğunu ve bize yeni bir şey söylediğini söylüyor.
“Güzel nesneler olmanın yanı sıra, kütleçekimsel mercekler, diğer tekniklerle gözlemlenemeyen çok uzak galaksilerde kütlenin nasıl dağıldığını incelemek için bir pencere sağlar. Ekip, birçok yeni yerçekimi merceğini aramak için gökyüzünün bu yeni büyük veri kümelerini kullanmanın yollarını tanıtarak, galaksilerin kütlelerini nasıl aldıklarını görme fırsatı sunuyor” diyor.
Swinburne Üniversitesi’nden Profesör Karl Glazebrook ve makaledeki Dr. Tran’ın Yardımcı Bilimler Lideri, daha önce yapılan çalışmaları takdirle karşıladı.
“Bu algoritmaya Swinburne’de Dr. Colin Jacobs öncülük etti. Örneği 5.000’e indirmek için on milyonlarca galaksi görüntüsünü eledi. Başarı oranının bu kadar yüksek olacağını hiç hayal etmemiştik” diyor.
“Şimdi bu lenslerin görüntülerini Hubble uzay teleskobududak uçuklatacak kadar güzelden, anlamak için büyük çaba sarf etmemize neden olacak son derece tuhaf görüntülere kadar uzanıyor.”
Makalede başka bir ortak bilim lideri olan UC Davis’ten Doçent Doktor Tucker Jones, yeni örneği “Galaksilerin Evrenin tarihi boyunca nasıl oluştuğunu öğrenmede ileriye doğru dev bir adım” olarak nitelendirdi.
“Normalde bu ilk gökadalar küçük bulanık lekeler gibi görünürler, ancak mercek büyütme, yapılarını çok daha iyi çözünürlükle görmemizi sağlar. Bize erken evrenin mümkün olan en iyi görüntüsünü vermek için en güçlü teleskoplarımız için ideal hedefler” diyor.
“Mercekleme etkisi sayesinde, bu ilkel galaksilerin neye benzediğini, neyden yapıldığını ve çevreleriyle nasıl etkileşime girdiklerini öğrenebiliriz.”
Referans: Kim-Vy H. Tran, Anishya Harshan, Karl Glazebrook, GC Keerthi Vasan, Tucker Jones, Colin Jacobs, Glenn tarafından “AGEL Araştırması: DES ve DECaLS Alanlarında Güçlü Yerçekimi Lenslerinin Spektroskopik Doğrulaması Evrişimsel Sinir Ağları Kullanılarak Seçildi” G. Kacprzak, Tania M. Barone, Thomas E. Collett, Anshu Gupta, Astrid Henderson, Lisa J. Kewley, Sebastian Lopez, Themiya Nanayakkara, Ryan L. Sanders ve Sarah M. Sweet, 26 Eylül 2022, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac7da2
3 Boyutta Tüm Gökyüzü Astrofiziği için ARC Mükemmeliyet Merkezi (ASTRO 3D), Avustralya Araştırma Konseyi tarafından finanse edilen 40 milyon dolarlık bir Araştırma Mükemmeliyet Merkezidir. Avustralya Ulusal ÜniversitesiSydney Üniversitesi, Melbourne Üniversitesi, Swinburne Teknoloji Üniversitesi, Batı Avustralya Üniversitesi ve Curtin Üniversitesi.