Überall im Universum gibt es helle Lichter, in denen Galaxien zusammenschlagen. Und überall im Universum - insbesondere im sehr weit entfernten Universum - gibt es helle Flecken, an denen Galaxien Sterne mit ungewöhnlichen Geschwindigkeiten produzieren. Jetzt hat ein Team von Astronomen eine neue Möglichkeit, sie voneinander zu unterscheiden.
Hier ist das Problem: Teleskope können weit entfernte, alte Teile des Universums nicht klar genug sehen, um die üblichen Signaturen der Verschmelzung von Galaxien zu erkennen. Daher gibt es keine gute Möglichkeit, diese beiden Arten von superhellen Galaxien voneinander zu unterscheiden.
In einem Artikel, der in der Juli-Ausgabe der Zeitschrift Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, beschrieben die Forscher ein neues System zur Unterscheidung von Fusionen entfernter Galaxien von entfernten Galaxien, die superhell leuchten, weil sie ungewöhnlich viele neue Sterne hervorbringen.
In relativ nahe gelegenen Teilen des Universums können wir leicht galaktische Fusionen erkennen, die auf Tsunamis von Sternen an ihren Peripherien beruhen. Lange "Gezeitenarme" von Sternen erstrecken sich von den Kernen der kürzlich verschmolzenen Galaxien weg, wie Pfeile, die sie für Sternarchäologen identifizieren, die durch den Weltraum sichten.
Aber das Licht aus dem alten Universum ist zu weit gereist und sieht zu verschwommen aus, als dass diese Muster sichtbar wären. Gleichzeitig wurden die ersten paar Milliarden Jahre der Geschichte unseres Universums von Galaxien bestimmt, die Sterne mit hohen Raten produzierten, die heute ungewöhnlich wären. Es ist also seit langem unklar, welche fernen superhellen Galaxien Astronomen im frühen Universum als Ergebnis von Fusionen sehen können und welche für sich genommen so hell sind.
Da wir wissen, wie sternbildende Galaxien und galaktische Fusionen aus der Nähe aussehen, wäre es relativ einfach, gefälschte Bilder zu erstellen und sie dann zu verwischen und zu verzerren, als würde das Licht dieser Galaxien von weitem von einer der Galaxien eingefangen unsere Weltraumteleskope. Genau das hat das Team getan und mehr als 1 Million gefälschte Hubble-Weltraumteleskope und James Webb-Weltraumteleskopbilder erstellt. Die Astronomen wussten, welche verschwommen waren, entfernte Bilder von galaktischen Kollisionen im Vergleich zu verschwommenen Bildern von superhellen, sternbildenden Galaxien, obwohl sie auf den ersten Blick sehr ähnlich aussahen. So konnten die Forscher subtile Signaturen finden, mit denen Astronomen Galaxienfusionen von galaktischen Sternfabriken im fernen, alten Universum unterscheiden. Und sie trainierten einen eigenen Algorithmus für maschinelles Lernen, um zwischen Bildern der beiden Galaxientypen zu unterscheiden.
Das ist eine große Sache, denn das gesamte Universum ist voll von verschmelzenden Galaxien, sagten die Forscher in einer Erklärung - bis zu 5% der Galaxien sind zu einem bestimmten Zeitpunkt an Fusionen beteiligt, und sogar die Milchstraße wird voraussichtlich eines Tages mit ihrem Nachbarn verschmelzen Andromeda.
Die neue Methode hat ihre Grenzen, schrieben die Forscher in der Arbeit. Es gibt immer das Potenzial für Verzerrungen in der Datenbank der Simulationen, schrieben sie, und einige ungenaue Versuche und Irrtümer sind in erster Linie mit der Generierung der Datenbank verbunden. Um den Algorithmus für maschinelles Lernen weiter zu verbessern und noch ältere Galaxienfusionen zu unterscheiden, müssen sie eine viel größere Datenbank erstellen.
