Крупнейшая в истории двухмерная карта Вселенной и искусственный интеллект помогли подтвердить существование 70 гравитационных линз. Инфографика на русском языке в исполнении алгоритма ChatGPT.
Астрономы подтвердили существование 70 доселе неизвестных гравитационных линз — космических объектов, которые искривляют и усиливают свет далеких галактик. Найти их помогли искусственный интеллект и крупнейшая двухмерная карта Вселенной, содержащая почти 4 млрд небесных объектов. Об открытии 8 октября сообщил портал Phys.org. Результаты исследования опубликованы в приложении The Astrophysical Journal Supplement Series. Работа продолжает масштабный проект DESI Legacy Imaging Surveys, данные которого используются для изучения устройства Вселенной.
Космический атлас размером в 5,6 трлн пикселей
В августе 2026 года исследователи представили карту размером 5,6 трлн пикселей. На ней отмечены почти 4 млрд сущностей: от астероидов и планет до звезд, черных дыр и галактик. Для создания атласа объединили результаты трех наземных обзоров неба, проводившихся в Чили и в американском штате Аризона.
Как работает гравитационная линза. Важно отметить: гравитационные линзы — не объекты и не события, а лишь удачная синхронизация наблюдателя, линзирующего небесного тела или галактики и фонового объекта на одной прямой. Поскольку все тела в космосе находятся в движении, у них есть угловые (вверх-вниз, вправо-влево) и лучевые (вперед-назад) скорости, вечно гравитационная линза существовать не может. Но огромные расстояния, разделяющие нас, линзу и наблюдаемую сущность, позволяют надеяться, что на наш век открытых гравитационных линз хватит.Работа над картой заняла 13 лет. Однако ученые используют ее не только для красивых изображений космоса. В огромном массиве снимков можно искать редкие астрономические явления, в том числе гравитационные линзы.
Такая линза возникает, когда массивный объект, например галактика, оказывается между земным наблюдателем и более далеким источником электромагнитных волн. Его гравитация искривляет пространство-время, из-за чего свет или иное излучение фонового объекта меняет направление. В результате вместо привычного изображения могут появиться светящиеся дуги, кольца или сразу несколько изображений одной галактики (так называемый «крест Эйнштейна»).
Крест Эйнштейна. Одна далекая галактика отобразилась как четыре источника света вокруг линзирующего объекта.По сути, природа создает собственный телескоп, который позволяет рассмотреть объекты, слишком далекие или тусклые для прямых наблюдений.
ИИ просмотрел космические архивы — телескоп поставил точку
Вручную проверить миллиарды изображений практически невозможно. Поэтому международная команда под руководством Сяошэна Хуана из Университета Санта-Клары и Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли использовала нейросеть. Она искала характерные узоры, указывающие на возможное гравитационное линзирование.
Алгоритмы машинного обучения ранее помогли составить каталог примерно из 3500 потенциальных линз. В новом исследовании специалисты отобрали 76 кандидатов. Но одного сходства с кольцом или дугой на снимке недостаточно: необходимо подтвердить, что передний и задний объекты действительно находятся на разных расстояниях и образуют систему гравитационного линзирования.
Одна из гравитационных линз, обнаруженных в ходе исследований DESI Legacy Imaging Surveys. Эффект линзирования можно увидеть в виде колец или дуг света, которые появляются вокруг галактики в центре изображения.Фото:DESI Legacy Imaging Surveys/LBNL/DOE и KPNO/CTIO/NOIRLab/NSF/AURAДля проверки ученые применили прибор MUSE на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории (VLT). Он позволяет одновременно получать спектры разных участков изображения, определяя расстояния и физические свойства объектов.
Наблюдения, проведенные в 2022–2024 годах, подтвердили 70 линз из 76 кандидатов. Теперь они включены в каталог DESI Strong Lens Foundry — одну из крупнейших коллекций подтвержденных гравитационных линз.
Зачем ученым космические увеличительные стекла
Новые находки нужны не только для пополнения астрономических каталогов и удовлетворения научного любопытства. Гравитационные линзы помогают изучать распределение темной материи, которая не излучает свет, но обладает гравитацией. С их помощью можно исследовать строение далеких галактик и уточнять модели эволюции Вселенной.
Выявленные гравитационные линзы на карте ВселеннойВ дальнейшем ученые рассчитывают объединять данные о линзах с наблюдениями телескопов «Хаббл», «Джеймс Уэбб» и космической обсерватории имени Нэнси Грейс Роман, а также с будущими масштабными обзорами неба.
Главный результат работы — не просто 70 новых объектов. Исследователи показали, как искусственный интеллект помогает находить редкие явления среди миллиардов космических изображений, а телескопы превращают компьютерные догадки в подтвержденные научные открытия.
Лучшие снимки гравитационных линз от «Джеймса Уэбба» смотрите здесь.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
