Przełom w badaniu kosmosu! Cyfrowy model, który odtwarza narodziny galaktyk!
Galaktyki spiralne od lat należą do najbardziej fascynujących obiektów we Wszechświecie. Ich charakterystyczne ramiona, ogromne rozmiary i złożona budowa od dawna skłaniają naukowców do poszukiwania odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób takie struktury powstają i ewoluują.
Innowacyjne badania prowadzone przez Iris Bredę z Instytutu Astrofizyki i Nauk Kosmicznych oraz Uniwersytetu w Porto pomagają lepiej zrozumieć te procesy, a jednocześnie dostarczają nowych narzędzi do analizy odległych galaktyk.
Badaczka od ponad dekady zajmuje się analizą galaktyk spiralnych, wykorzystując dane pochodzące z najnowocześniejszych teleskopów świata. Dzięki obserwacji światła emitowanego przez gwiazdy naukowcy mogą odczytać historię galaktyk – określić wiek gwiazd, ich skład chemiczny, ruch oraz tempo formowania nowych struktur. To właśnie analiza widm świetlnych pozwala zajrzeć w przeszłość Wszechświata i śledzić procesy zachodzące miliony lat temu.
Analizy tego typu wymagają ogromnej mocy obliczeniowej, ponieważ każda galaktyka dostarcza tysięcy danych, które trzeba dokładnie przeanalizować. Dzięki dostępowi do superkomputerów na Uniwersytecie Wiedeńskim Iris Breda mogła znacząco przyspieszyć swoje analizy i opracować nowe metody badania struktury galaktyk. Wyniki tych prac zostały opublikowane w prestiżowych czasopismach naukowych i przyniosły kilka ważnych odkryć. Jednym z nich była identyfikacja tzw. dysków jądrowych – wirujących struktur znajdujących się w centralnych częściach niektórych galaktyk.
Mechanizmy formowania się gwiazd
Naukowcy zauważyli również przypadki, w których w tych obszarach występują charakterystyczne „puste” przestrzenie przypominające kształtem pierścień lub pączek. Odkrycie to może pomóc lepiej zrozumieć procesy odpowiedzialne za rozwój centralnych części galaktyk oraz mechanizmy formowania gwiazd.
Badania pokazały także, że młodsze gwiazdy, szczególnie te znajdujące się w ramionach spiralnych, poruszają się w bardziej uporządkowany sposób niż starsze populacje gwiazd. To ważna wskazówka dotycząca ewolucji galaktyk i procesów zachodzących podczas ich rozwoju. Jednym z najważniejszych efektów projektu stało się stworzenie programu GLANCE, który łączy kilka zaawansowanych metod analizy galaktyk w jednym narzędziu.
Program pozwala jednocześnie badać obrazy galaktyk, analizować światło emitowane przez gwiazdy, śledzić ich ruch oraz modelować dynamikę całych struktur. Dzięki temu naukowcy mogą szybciej i dokładniej analizować ogromne ilości danych pochodzących z obserwacji kosmicznych.
GLANCE został udostępniony społeczności naukowej w modelu otwartego dostępu, co oznacza, że mogą korzystać z niego badacze z całego świata. Narzędzie już dziś wykorzystywane jest do badań nad galaktykami charakteryzującymi się wyjątkowo intensywnym procesem powstawania gwiazd. Takie rozwiązania mają ogromne znaczenie dla współczesnej astronomii, ponieważ ilość danych zbieranych przez nowoczesne teleskopy stale rośnie i wymaga coraz bardziej zaawansowanych metod analizy.
Badaczka wykorzystuje również symulacje kosmologiczne, które pozwalają porównywać dane obserwacyjne z komputerowymi modelami ewolucji Wszechświata. Dzięki temu możliwe jest sprawdzanie, czy obecne teorie prawidłowo opisują procesy formowania galaktyk i wyjaśniają, dlaczego we Wszechświecie występuje tak duża różnorodność tych struktur. Kolejnym krokiem w rozwoju projektu ma być wykorzystanie uczenia maszynowego do automatycznej interpretacji danych zbieranych przez GLANCE. Takie rozwiązanie może pomóc wykrywać subtelne zależności niewidoczne podczas tradycyjnej analizy i jeszcze bardziej zwiększyć możliwości współczesnej astrofizyki.
Badania prowadzone przez Iris Bredę pokazują, jak nowoczesne technologie komputerowe, superkomputery i sztuczna inteligencja zmieniają współczesną astronomię. Dzięki takim projektom naukowcy mogą coraz dokładniej poznawać historię i ewolucję galaktyk, a jednocześnie tworzyć narzędzia, które przyspieszają odkrycia dotyczące budowy i rozwoju Wszechświata.
Źródło: Universidade do Porto
Czytaj też: Naukowcy wreszcie to wyjaśnili! Oto dlaczego potężne gwiazdy „duszą” własne erupcje!
Grafika tytułowa: Greg Rakozy / Unsplash
