Szökevény csillagok
(Rovat: Űrcsillagászat Európában, Távoli világok kutatói - 2017.08.22 07:15.)

A Gaia adatait elemző csillagászok neurális hálózatot használva hat szökevény csillagot találtak a Tejútrendszerben.

Az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia űrszondája pozíciós csillagászati méréseit elemző csillagászok egy úgynevezett neurális hálózatot, vagyis az emberi agy működését utánozni próbáló számítógépes rendszert tanítottak be arra, hogy a Tejútrendszerben úgynevezett szökevény (runaway) csillagokat találjanak, ami olyan kilátástalan vállalkozás, mint tűt keresni a szénakazalban. Mégis sikerült! Eredményeikről a Prágában júniusban tartott Európai Csillagászati és Űrtudományi Hét keretében számoltak be: hat úgynevezett hipersebességű csillagot találtak, amelyek 350 km/s-ot meghaladó sebességgel repülnek ki a Tejútrendszer központi vidékéről. A hat közül az egyik csillag a számítások szerint nagy valószínűséggel végleg kiszökik a Tejútrendszerből.

Fantáziarajz két, a Tejútrendszer belső részéből nagy sebességgel kirepülő csillagról. (Kép: ESA / CC BY-SA 3.0 IGO)

A hipergyors csillagok azért különösen érdekesek és fontosak a csillagászok számára, mert segíthetnek a Tejútrendszer gravitációs terének feltérképezésében, beleértve a sötét anyag eloszlását. Korábban elsősorban színképük alapján próbálták azonosítani a hipergyors csillagokat, a galaxis központi kidudorodásában és halójában ugyanis a csillagok többsége öreg és vörös, ezért a fiatal, kék csillagok gyanúsak, hogy a Tejútrendszer középponti vidékéről lökődtek ki. Mások a sajátmozgásuk és a távolságuk alapján próbálták az ilyen csillagokat azonosítani, ezek alapján azonban nem lehet teljes bizonyossággal eldönteni, honnan jönnek az egyes hipergyors csillagok.

Az ESA Gaia szondájának köszönhetően megváltozott a helyzet. A Gaia mérései alapján előállítható lesz a Tejútrendszer legátfogóbb és legpontosabb 3D térképe. A katalógus, amelynek kiadását 2022-re tervezik, több mint egymilliárd csillag pontos helyét, parallaxisát (távolságát) és sajátmozgását fogja tartalmazni, ami egy nagyságrenddel több a jelenlegi katalógusok tartalmánál. A Tejútrendszer és a hozzá hasonló galaxisok csillagainak többsége a korongban és a középponti kidudorodásban helyezkedik el, a csillagok 210–240 km/s közötti sebességgel keringnek a középpont körül. A halóban lévő csillagok jellemzően 150 km/s sebességgel mozognak. Azt hihetnénk tehát, hogy könnyen „kiszúrhatók” az átlagnál legalább másfélszer gyorsabban, 350 km/s-ot meghaladó sebességgel mozgó csillagok, a csillagok nagy száma miatt a feladat azonban nem csekély.

A Tejútrendszer egymilliárd csillagát feltérképező Gaia űrszonda. (Kép: ESA / ATG medialab; háttér: ESO / S. Brunier)

A feladat végrehajtására a Leideni Egyetem csillagászai mesterséges neurális hálózatot készítettek, vagyis olyan számítógépes algoritmust, amelyik azt próbálja utánozni, ahogyan a neuronok az agyban kommunikálnak egymással. Először maguk tettek bele a modellbe képzelt hipersebességű csillagokat, hogy megtanítsák az algoritmust a közönséges és a hipergyors csillagok közötti különbségek felismerésére. Miután ez sikerült, az algoritmust „ráeresztették” a Gaia tavaly nyilvánosságra hozott első adattömegére. Az eljárással 80 gyanús csillagot találtak, amelyek közül végül a konferencián bemutatott hat esetében igazolták a részletes távcsöves megfigyelések, hogy valóban hipergyors csillagok.

A Gaia asztrometriai mérései alapján készült animáció az 1 035 000 évvel ezelőtti állapotból kiindulva mutatja a Tejútrendszer csillagainak mozgását. Sárgával emelték ki a hat, újonnan felfedezett, hipersebességű csillag több száz km/s sebességű, vagyis a galaktikus átlagsebességnél jóval gyorsabb elmozdulását. Az 1-es jelű csillag sebessége az 500 km/s-ot is meghaladja, így ez minden bizonnyal végleg elszökik a Tejútrendszerből. A 2, 3, 4 és 6 jelű csillagok sebessége nagyobb mint 400 km/s, az 5-ösé pedig 360 km/s. Az animáció hasonló eljárással készült, mint a Tejútrendszer csillagai jövőbeli mozgását megjelenítő, korábbi cikkünkben bemutatott animáció. (Forrás: ESA / Gaia / DPAC)

A Gaia mérési eredményeinek következő kibocsátása 2018 áprilisában várható, akkor azokban ugyanezzel a módszerrel további hipergyors csillagokat szándékoznak keresni.