2013年、欧州宇宙機関は ガイア 宇宙船。後継者として ヒッパルコス ミッション、この宇宙天文台は過去3年半を費やして宇宙に関するデータを収集しています。来年のいずれかに引退する前に（ミッションは延長される可能性があります）、この情報は、これまでに作成された最大かつ最も正確な3D天文図を構築するために使用されます。
宇宙を調査する過程で、ガイアは途中でいくつかの非常に興味深いことも明らかにしました。たとえば、 ガイア 特別に設計された人工ニューラルネットワークを含むカタログ、ヨーロッパの研究者のチームは最近、天の川の6つの新しい超高速星を検出しました。そして、これらの星の1つが非常に速く動いているため、最終的に私たちの銀河を離れることがあります。
彼らの研究は、「超高速星を発見するための人工ニューラルネットワーク：Gaia DR1 / TGASの候補者」と題したもので、最近、 王立天文学会の月次通知。 6月26日から6月30日までチェコ共和国のプラハで開催されたEuropean Week of Astronomy and Space Scienceで先月末に発表されました。
超高速星は珍しくて魅力的なものです。天の川のすべての星が一定の運動をしていて、私たちの銀河の中心を周回しているのに対し、いくつかの星は毎秒数百キロの速度まで加速しています。過去に、天文学者はこれらの高速移動する星が、恒星との接近または恒星の仲間の超新星爆発の結果であると推定しました。
そして、10年ほど前に、天文学者たちは、銀河の中心にある超巨大ブラックホール（射手座A *）との過去の相互作用から加速されたと考えられる新しいクラスの高速星に気づきました。これらの星は、その歴史を形作っている種類の出来事や力を示しているので、天の川の全体的な構造の研究にとって非常に重要です。
オランダのライデン大学のElena Maria Rossiとこの論文の共著者の1人として、ESAプレスリリースで次のように説明しています。
“これらは、銀河をかなりの距離を移動した星ですが、その核まで追跡できます。この領域は、星間ガスと塵によって非常に密集しており、通常は観察するのが非常に難しいため、重力場に関する重要な情報が得られます。中央からその周辺への天の川。“
そのような星を見つけるのは簡単なことではありません。主な理由は、その速度により、天の川の広大で混雑した円盤でそれらを見つけるのが非常に困難になるためです。その結果、科学者たちは銀河系の古い恒星の人口の中の若い巨大な星（2.5から4の太陽質量）を探すことに依存してきました。基本的に、彼らの若い年齢と高い質量は、彼らがそこに起源を持っていなかったかもしれないことを示しています。
この方法は、過去の速度と経路の測定値と組み合わせて、過去の超高速星の存在を確認しています。しかし、これまでに発見された超高速星は20個だけであり、それらはすべて若くて本質的に巨大でした。科学者たちは、他の年齢や質量のさらに多くの星も天の川を通して加速されていると信じていますが、以前はそれらを見つけることができませんでした。
これに対処するため、ヨーロッパのチーム（オランダのライデン大学のTomasso Marchettiが率いる）は、 ガイアより高速な星の検索を最適化するための膨大なデータセット。さまざまな方法をテストした後、人工ニューラルネットアプローチを採用しました。つまり、機械学習アルゴリズムを使用して、星センサスデータを検索しました。 ガイア 収集中です。
チームは2016年の前半から、このプログラムの開発とトレーニングを開始し、 ガイア データ–数か月後の2016年9月14日に発生しました。ライデン大学の博士課程の学生であるTommaso Marchettiは、プロセスについて次のように述べています。
「結局、脳の働きを模倣するように設計されたソフトウェアである人工ニューラルネットワークの使用を選択しました。 適切な「トレーニング」の後、巨大なデータセット内の特定のオブジェクトまたはパターンを認識する方法を学習できます。私たちのケースでは、ガイアで編集されたもののような恒星カタログで超高速星を見つけることを教えました。」
10億を超える星の位置を示すマップに加えて、この最初のデータリリースには、200万個の星の距離と動きを含む小さなカタログが含まれていました。このカタログ– Tycho-Gaia Astrometric Solution（TGAS）として知られています–の最初の年と ガイア ミッションとからのデータ ヒッパルコス ミッションであり、本質的には何から来るのかを味わう ガイア。
カタログのリリース当日、マルケッティと彼のチームは、TGAS内の200万個の星にアルゴリズムを実行しましたが、興味深い発見がいくつかありました。 「わずか1時間で、人工脳はすでにデータセットを約2万個の潜在的な高速星に減らし、そのサイズを約1％に減らしていました」とロッシは言いました。 「距離と動きの特定の精度以上の測定のみを含むさらなる選択により、これは80の候補星になりました。」
次に、チームはこれらの80の星をより詳細に調べ、それらの動きに関する情報を他のカタログのデータと比較しました。追加の観測と組み合わせて、彼らは最終的に360 km / sより速く動いているように見える6つの星を見つけました。 1つは500 km / sを超えているように見えました。つまり、私たちの天の川の重力に拘束されなくなり、最終的に完全に離れることになります。
しかし、おそらくこの発見の非常に重要な側面は、これらの星が発見された以前の20のように特に大規模ではなく、質量が私たちの太陽に匹敵するという事実です。さらに、科学者は何がそれらを遅くしたかを決定することを熱望しているので、5つの遅い星は研究の焦点になる可能性があります。考えられる1つの説明は、銀河の暗黒物質との相互作用が原因であった可能性があるというものです。
TGASは、膨大で価値のあるデータの初期の兆候にすぎません。 ガイア この研究は、最終的にはこのデータが可能にする発見と研究の種類を紹介します。 200万星だけでなく10億の星を研究することで、天文学者は私たちの天の川の力学とそれを形作った力の種類について、多くの新しいエキサイティングなことを明らかにするでしょう。
この目的のために、Marchettiと彼のチームは、2018年4月にリリースされる予定のはるかに大きなデータセットを処理するようにプログラムをアップグレードしています。このカタログには、10億個を超える星の距離と動き、および特定のサブセット。このことから、チームは天の川から追い出されている動きの速い星が以前に考えられていたよりもはるかに一般的であることに気付くかもしれません。
そして、ESAの厚意により、新しく発見された6つの高速移動星の進路を示すこのビデオを必ずお楽しみください。
