Hittills har gravitationslinser varit svåra att hitta, och endast ett hundratal används rutinmässigt. Identifierad som ett fenomen av Einstein, har gravitationslinser använts av astronomer för att observera galaxer långt borta under lång tid, men att hitta dem i första hand har drabbats och missat.
Den nya studien presenterar spektroskopisk bekräftelse på starka gravitationslinser tidigare identifierat med Convolutional Neural Networks, utvecklat av dataforskaren Dr. Colin Jacobs vid ASTRO 3D och Swinburne University.
Ett maskininlärningssystem upptäckte upp till 5,000 XNUMX potentiella gravitationslinser tidigare i år, vilket kan revolutionera vår förmåga att spåra galaxernas utveckling eftersom Big Bang.
Med hjälp av Keck Observatory på Hawaii och Very Large Telescope i Chile har astronomen Kim-Vy Tran från ASTRO 3D och UNSW Sydney och kollegor utvärderat 77 av linserna. Hon verifierade med hjälp av sitt multinationella team att 68 av de 77 är kraftfulla gravitationslinser som spänner över stora kosmologiska avstånd.
Med en framgångsfrekvens på 88 % verkar algoritmen trovärdig, och tusentals nya gravitationslinser kan finnas.
Motsvarande författare Dr. Tran från ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions (ASTRO3D) sa, "Vår spektroskopi gjorde det möjligt för oss att kartlägga en 3D-bild av gravitationslinserna för att visa att de är äkta och inte bara slumpmässiga överlagringar. Vårt mål med AGEL är att spektroskopiskt bekräfta omkring 100 starka gravitationslinser observerade från både norra och södra halvklotet under året."
”Arbetet möjliggjordes genom att utveckla algoritmen för att leta efter vissa digitala signaturer. Med det kunde vi identifiera tusentals linser jämfört med bara några få handfulla."
"Gravitationslinser är väldigt små, så om du har suddiga bilder kommer du inte att kunna upptäcka dem. Medan dessa linser låter oss se föremål som är miljontals ljusår bort tydligare, borde de också låta oss "se" osynlig mörk materia som utgör det mesta av Universum. "
"Vi vet att det mesta av massan är mörk. Vi vet att massa är böjande ljus, och så om vi kan mäta hur mycket ljus som böjs kan vi dra slutsatsen hur mycket massa som måste finnas där."
"Ju fler förstoringsglas du har, desto större chans kan du försöka övervaka dessa mer avlägsna föremål. Förhoppningsvis kan vi bättre mäta demografin för mycket unga galaxer."
"Sedan någonstans mellan dessa tidiga första galaxer och oss, sker en hel del evolution, med små stjärnbildande regioner som omvandlar orörd gas till de första stjärnorna till solen, Vintergatan. "
"Och så med dessa linser på olika avstånd kan vi titta på olika punkter i den kosmiska tidslinjen för att spåra i huvudsak hur saker förändras över tiden, mellan de allra första galaxerna och nu."
Professor Stuart White vid University of Melbourne och chef för ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (Astro 3D) säger att varje gravitationslins är unik och berättar något nytt.
"Förutom att de är vackra objekt, ger gravitationslinser ett fönster för att studera hur massan är fördelad i avlägsna galaxer som inte är observerbara via andra tekniker. Genom att introducera sätt att använda dessa nya stora datamängder av himlen för att söka efter många nya gravitationslinser, öppnar teamet upp möjligheten att se hur galaxer får sin massa."
Professor Karl Glazebrook vid Swinburne University, och Dr. Tran's Co-Science Lead på tidningen, hyllade det arbete som hade gått innan.
"Denna algoritm var banbrytande av Dr. Colin Jacobs på Swinburne. Han sållade igenom tiotals miljoner galaxbilder för att beskära provet till 5,000 XNUMX. Vi har aldrig drömt om att framgångsfrekvensen skulle vara så hög.”
"Nu får vi bilder av dessa linser med Hubble Space Telescope, de sträcker sig från häpnadsväckande vackra till extremt märkliga bilder som kommer att ta oss stora ansträngningar att ta reda på."
Docent Tucker Jones vid UC Davis, en annan medvetenskaplig ledare på tidningen, beskrev det nya provet as "ett jättesteg framåt för att lära sig hur galaxer bildas under universums historia."
"Vanligtvis ser dessa tidiga galaxer ut som små luddiga klumpar, men linsförstoringen gör att vi kan se deras struktur med mycket bättre upplösning. De är idealiska mål för våra mest kraftfulla teleskop för att ge oss bästa möjliga bild av det tidiga universum."
"Tack vare linseffekten kan vi lära oss hur dessa primitiva galaxer ser ut, vad de är gjorda av och hur de interagerar med sin omgivning."
Tidskriftsreferens:
- Kim-Vy H. Tran et al. AGEL-undersökningen: spektroskopisk bekräftelse av starka gravitationslinser i DES- och DECALS-fälten valda med hjälp av konvolutionella neurala nätverk. Den astronomiska tidskriften. DOI: 10.3847/1538-3881/ac7da2
