Bis heute waren Gravitationslinsen schwer zu finden, und nur etwa hundert werden routinemäßig verwendet. Der von Einstein als Phänomen identifizierte Gravitationslinseneffekt wird von Astronomen seit langem zur Beobachtung weit entfernter Galaxien verwendet, aber sie überhaupt zu finden, war ein Glücksfall.
Die neue Studie präsentiert spektroskopische Bestätigung starker Gravitationslinsen zuvor mithilfe von Convolutional Neural Networks identifiziert, die von dem Datenwissenschaftler Dr. Colin Jacobs bei entwickelt wurden ASTRO 3D und der Swinburne University.
Ein maschinelles Lernsystem entdeckte Anfang dieses Jahres bis zu 5,000 potenzielle Gravitationslinsen, die unsere Fähigkeit, die zu verfolgen, revolutionieren könnten Entwicklung von Galaxien Da die Urknall.
Unter Verwendung des Keck-Observatoriums auf Hawaii und des Very Large Telescope in Chile haben der Astronom Kim-Vy Tran von ASTRO 3D und der UNSW Sydney und Kollegen 77 der Linsen bewertet. Mit Hilfe ihres multinationalen Teams verifizierte sie, dass 68 der 77 leistungsstarke Gravitationslinsen sind, die große kosmologische Entfernungen überbrücken.
Mit einer Erfolgsquote von 88 % erscheint der Algorithmus vertrauenswürdig, und möglicherweise gibt es Tausende neuer Gravitationslinsen.
Der korrespondierende Autor Dr. Tran vom ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions (ASTRO3D) sagte: „Unsere Spektroskopie ermöglichte es uns, ein 3D-Bild der Gravitationslinsen abzubilden, um zu zeigen, dass sie echt sind und nicht nur eine zufällige Überlagerung. Unser Ziel mit AGEL ist es, etwa 100 starke Gravitationslinsen, die das ganze Jahr über sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel beobachtet wurden, spektroskopisch zu bestätigen.“
„Die Arbeit wurde durch die Entwicklung des Algorithmus zur Suche nach bestimmten digitalen Signaturen ermöglicht. Damit könnten wir Tausende von Linsen im Vergleich zu nur wenigen Handvoll identifizieren.“
„Gravitationslinsen sind sehr klein, wenn Sie also unscharfe Bilder haben, können Sie sie nicht erkennen. Während diese Linsen uns Objekte klarer sehen lassen, die Millionen von Lichtjahren entfernt sind, sollten sie uns auch unsichtbare dunkle Materie „sehen“ lassen, die den größten Teil davon ausmacht Universum"
„Wir wissen, dass der größte Teil der Masse dunkel ist. Wir wissen, dass Masse Licht beugt, und wenn wir also messen können, wie viel Licht gebeugt wird, können wir daraus schließen, wie viel Masse vorhanden sein muss.“
„Je mehr Lupen Sie haben, desto besser können Sie versuchen, diese weiter entfernten Objekte zu vermessen. Hoffentlich können wir die Demografie sehr junger Galaxien besser messen.“
„Irgendwo zwischen diesen frühen ersten Galaxien und uns findet dann eine ganze Menge Evolution statt, mit winzigen Sternentstehungsregionen, die ursprüngliches Gas in die ersten Sterne der Sonne umwandeln, die Milchstraße"
„Und so können wir mit diesen Objektiven in unterschiedlichen Entfernungen auf verschiedene Punkte in der kosmischen Zeitachse schauen, um im Wesentlichen zu verfolgen, wie sich die Dinge im Laufe der Zeit verändern, von den allerersten Galaxien bis heute.“
Professor Stuart White von der University of Melbourne und Direktor des ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (Astro 3D) sagt, dass jede Gravitationslinse einzigartig ist und uns etwas Neues erzählt.
„Abgesehen davon, dass Gravitationslinsen schöne Objekte sind, bieten sie ein Fenster, um zu untersuchen, wie Masse in fernen Galaxien verteilt ist, die mit anderen Techniken nicht beobachtbar sind. Durch die Einführung von Möglichkeiten, diese neuen großen Datensätze des Himmels für die Suche nach vielen neuen Gravitationslinsen zu verwenden, eröffnet das Team die Möglichkeit zu sehen, wie Galaxien zu ihrer Masse kommen.“
Professor Karl Glazebrook von der Swinburne University und Dr. Trans Co-Science Lead für das Papier würdigten die vorangegangene Arbeit.
„Dieser Algorithmus wurde von Dr. Colin Jacobs in Swinburne entwickelt. Er sichtete Millionen von Galaxienbildern, um die Stichprobe auf 5,000 zu reduzieren. Nie hätten wir uns träumen lassen, dass die Erfolgsquote so hoch sein würde.“
„Jetzt bekommen wir Bilder dieser Linsen mit dem Hubble-Weltraumteleskop, sie reichen von atemberaubend schönen bis hin zu extrem seltsamen Bildern, die uns viel Mühe kosten werden, sie herauszufinden.“
Associate Professor Tucker Jones von der UC Davis, ein weiterer Co-Wissenschaftsleiter des Papiers, beschrieb die neue Probe as „ein riesiger Schritt vorwärts, um zu lernen, wie sich Galaxien im Laufe der Geschichte des Universums bilden.“
„Normalerweise sehen diese frühen Galaxien aus wie kleine unscharfe Flecken, aber die Linsenvergrößerung ermöglicht es uns, ihre Struktur mit viel besserer Auflösung zu sehen. Sie sind ideale Ziele für unsere leistungsstärksten Teleskope, um uns den bestmöglichen Blick auf das frühe Universum zu ermöglichen.“
„Dank des Linseneffekts können wir lernen, wie diese primitiven Galaxien aussehen, woraus sie bestehen und wie sie mit ihrer Umgebung interagieren.“
Journal Referenz:
- Kim-Vy H. Tran et al. Die AGEL-Umfrage: Spektroskopische Bestätigung starker Gravitationslinsen in den DES- und DECaLS-Feldern, ausgewählt mithilfe von Faltungs-Neuronalen Netzen. Das astronomische Journal. DOI: 10.3847/1538-3881/ac7da2
