Американские астрономы адаптировали новейший метод компьютерного моделирования для обработки реальных данных телескопов и случайно обнаружили неизвестное ранее инородное скопление звезд в Млечном Пути.
В окрестности Солнца обнаружен массив звезд родом из другой галактики

Команда ученых под руководством Лины Несиб из Калифорнийского технологического института, обрабатывая с помощью компьютерных моделей и искусственного интеллекта огромные массивы данных космической обсерватории Gaia, обнаружили «тихое», ничем не выдающее свое внегалактическое происхождение крупное скопление звезд. О грандиозных результатах исследователи сообщили в журнал Nature Astronomy.

Несиб и ее группа исследуют, как образовывались и эволюционировали галактики с ранних времен до настоящего момента. Их метод — создание сложной модели галактики, включающей миллионы звезд, для каждой из которых, кроме координат, массы и яркости, известны три составляющие скорости по x, y, и z. Если учесть взаимное влияние звезд друг на друга, все проекции сил, которые на них действуют, а также миллиарды лет со времен Большого взрыва — в сумме получается невообразимо огромный набор данных.

В рамках проекта FIRE команда астрономов с 2014 года задействует все доступные мощности суперкомпьютеров, а также использует машинное обучение, чтобы создавать виртуальные модели галактик, схожих с Млечным Путем.

Проект FIRE — это не только красивые картинки и правдоподобные симуляции. Без подобного инструмента астрономы никогда не расшифровали бы данные наблюдений космической обсерватории Gaia, запущенной в 2013 году Европейским космическим агентством, и данные других масштабных миссий. Gaia подарила научному сообществу трехмерную детальную карту из 7 миллионов звезд в Млечном Пути и за его пределами. Обрабатывать такой набор данных без моделирования и алгоритмов искусственного интеллекта все равно, что считать вручную песчинки на пляже.

Объединение наблюдений и компьютерного моделирования позволило ученым отыскать звезды, которые, по их мнению, оказались в нашей галактике из-за ее слияния с менее массивными соседями. Порывшись в каталогах, ученые не нашли описания обнаруженных звезд и, как дети, обрадовались открытию. Найденное скопление из 250 звезд назвали Никс — в честь греческой богини ночи.

Чтобы убедиться в инородном происхождении Никс, исследователи проверили, может ли модель «видеть» другие рожденные вне Млечного Пути звезды, уже известные ученым. «Экзаменационным заданием» для модели стала идентификация галактики Гайя-Энцелад, которую Млечный Путь поглотил 6−10 миллиардов лет назад, и карликовой галактики Поток Хелми, также слившейся с нашей в далеком прошлом.

Вероятность захвата Млечным Путем звезд из этих галактик, которую выдала модель, ученые взяли за эталонную и сравнили с ней вероятность внегалактического происхождения Никс. Все указывало на то, что Никс — это остатки поглощенной когда-то галактики.

Исследователи отмечают, что структура Никс довольно необычная, и скопление было бы очень трудно увидеть без машинного обучения. Вдохновившись успехом, команда Несиб планирует «прошерстить» с помощью компьютерной модели еще 100 миллионов звезд, которые обсерватория Gaia нанесет на карту к 2021 году. Скопление Никс будут продолжать изучать, уже используя мощные наземные телескопы. Ученые хотят получить больше сведений о химическом составе, массах и светимости звезд, чтобы датировать слияние Никс и Млечного Пути, и, может, найти «родину» Никс.