현재까지 중력 렌즈는 찾기 어려웠고 일상적으로 사용되는 것은 약 XNUMX개에 불과합니다. 아인슈타인이 현상으로 식별한 중력 렌즈는 천문학자들이 오랫동안 멀리 떨어진 은하를 관찰하는 데 사용했지만 처음부터 발견한 것은 실패했습니다.
새로운 연구는 분광학을 제시합니다 강한 중력 렌즈의 확인 데이터 과학자 Colin Jacobs 박사가 개발한 Convolutional Neural Networks를 사용하여 이전에 식별되었습니다. 아스트로 3D 및 Swinburne 대학.
기계 학습 시스템은 올해 초 최대 5,000개의 잠재적 중력 렌즈를 발견했으며, 이는 추적하는 우리의 능력에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 은하의 진화 이후 빅뱅.
하와이의 켁 천문대와 칠레의 초대형 망원경을 사용하여 ASTRO 3D의 천문학자 Kim-Vy Tran과 UNSW Sydney와 동료들은 77개의 렌즈를 평가했습니다. 그녀는 다국적 팀의 도움으로 68개 중 77개가 광대한 우주론적 거리에 걸쳐 있는 강력한 중력 렌즈임을 확인했습니다.
88%의 성공률로 알고리즘은 신뢰할 수 있는 것처럼 보이며 수천 개의 새로운 중력 렌즈가 존재할 수 있습니다.
교신 저자인 ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions(ASTRO3D)의 Dr. Tran은 다음과 같이 말했습니다. “우리의 분광법을 통해 중력 렌즈의 3D 사진을 매핑하여 그것이 단순히 우연의 중첩이 아니라 진짜임을 보여줄 수 있었습니다. AGEL을 사용한 우리의 목표는 일년 내내 북반구와 남반구에서 관찰되는 약 100개의 강한 중력 렌즈를 분광학적으로 확인하는 것입니다.”
“특정 디지털 서명을 찾는 알고리즘을 개발함으로써 작업이 가능했습니다. 그것으로 우리는 단지 몇 줌에 비해 수천 개의 렌즈를 식별할 수 있었습니다.”
“중력 렌즈는 매우 작아서 흐릿한 이미지가 있으면 감지할 수 없습니다. 이 렌즈를 사용하면 수백만 광년 떨어진 물체를 더 명확하게 볼 수 있지만 대부분의 물체를 구성하는 보이지 않는 암흑 물질을 '볼' 수 있습니다. 우주. "
“우리는 질량의 대부분이 어둡다는 것을 알고 있습니다. 우리는 질량이 빛을 휘게 한다는 것을 알고 있으므로 빛이 휘는 정도를 측정할 수 있다면 거기에 얼마나 많은 질량이 있어야 하는지 추론할 수 있습니다.”
“돋보기가 많을수록 더 멀리 떨어진 물체를 조사할 수 있는 기회가 더 많아집니다. 아주 어린 은하계의 인구 통계를 더 잘 측정할 수 있기를 바랍니다.”
“그런 다음 초기 최초의 은하와 우리 사이 어딘가에는 원시 가스를 최초의 별, 즉 태양, 은하수. "
"따라서 서로 다른 거리에 있는 이 렌즈를 사용하여 우주 타임라인의 다른 지점을 관찰하여 최초의 은하와 현재 사이에서 시간이 지남에 따라 사물이 어떻게 변하는지 본질적으로 추적할 수 있습니다."
멜버른 대학의 Stuart White 교수이자 ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions(Astro 3D) 소장은 각각의 중력 렌즈가 고유하며 새로운 것을 알려줍니다.
“아름다운 물체일 뿐 아니라 중력 렌즈는 다른 기술로는 관찰할 수 없는 먼 은하계에서 질량이 어떻게 분포되어 있는지 연구할 수 있는 창을 제공합니다. 많은 새로운 중력 렌즈를 검색하기 위해 이러한 새로운 하늘 데이터 세트를 사용하는 방법을 도입함으로써 팀은 은하가 어떻게 질량을 얻는지 볼 수 있는 기회를 열었습니다.”
Swinburne 대학의 Karl Glazebrook 교수와 논문에 대한 Dr. Tran의 공동 과학 책임자(Co-Science Lead)는 이전에 진행된 작업에 경의를 표했습니다.
“이 알고리즘은 Swinburne의 Dr. Colin Jacobs가 개척했습니다. 그는 샘플을 5,000개로 줄이기 위해 수천만 개의 은하 이미지를 선별했습니다. 성공률이 이렇게 높을 줄은 꿈에도 몰랐습니다.”
"이제 우리는 허블 우주 망원경으로 이 렌즈의 이미지를 얻고 있습니다. 입이 떡 벌어질 정도로 아름다운 것부터 알아내려면 상당한 노력이 필요한 매우 이상한 이미지에 이르기까지 다양합니다."
이 논문의 또 다른 공동 과학 책임자인 UC Davis의 Tucker Jones 부교수는 다음과 같이 말했습니다. 새로운 샘플을 설명했습니다 as "우주의 역사에 걸쳐 은하가 어떻게 형성되는지를 배우는 데 있어 큰 진전입니다."
“보통, 이 초기 은하들은 작은 흐릿한 덩어리처럼 보이지만 렌즈 확대를 통해 훨씬 더 나은 해상도로 그 구조를 볼 수 있습니다. 그것들은 우리가 초기 우주를 가장 잘 볼 수 있도록 해주는 우리의 가장 강력한 망원경의 이상적인 표적입니다.”
"렌즈 효과 덕분에 우리는 이 원시 은하가 어떻게 생겼는지, 무엇으로 이루어져 있는지, 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지 배울 수 있습니다."
저널 참조 :
- Kim-Vy H. Tran et al. AGEL 조사: 컨볼루션 신경망을 사용하여 선택된 DES 및 DECaLS 필드에서 강력한 중력 렌즈의 분광 확인. 천문학 저널. DOI : 10.3847/1538-3881/ac7da2
