Narzędzia rejestrujące przebieg połączeń galaktyk
Galaktyki są największymi grawitacyjnie związanymi obiektami we Wszechświecie –ogromnymi wyspami składającymi się z setek miliardów gwiazd, którym towarzyszą ogromne chmury gazu i pyłu, a z dużym prawdopodobieństwem także jeszcze większa masa ciemnej materii. Galaktyki charakteryzuje szeroki zakres właściwości - rozmiar, kształt, liczba gwiazd i struktura wewnętrzna. „W związku z tym nasuwa się pytanie - jak to się stało, że te galaktyki wyglądają tak, jak wyglądają?" mówi Ivana Ebrova, przedstawicielka projektu GalaxyMergers(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z Instytutu Fizyki Czeskiej Akademii Nauk(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Okazuje się, że rozwój galaktyk trwa przez większość czasu istnienia Wszechświata. Zrozumienie dzisiejszych galaktyk oznacza zatem zrozumienie ich historii, a także historii Wszechświata jako całości”.
Badanie procesu łączenia się galaktyk
W ramach wsparcia ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie), Ebrova starała się lepiej zrozumieć proces łączenia się galaktyk i jego znaczenie w procesie rozwoju kosmosu. Łączenie się galaktyk to powolny proces, który trwa miliony lat. Dane na temat historycznego przebiegu fuzji należy zatem pośrednio zaczerpnąć z teraźniejszości. „Na szczęście wiele galaktyk eliptycznych i soczewkowatych posiada wyjątkową strukturę nazywanej gwiezdną powłoką”, zauważa Ebrova. „Powstaje podczas fuzji i może być wykorzystana do datowania ostatniej znaczącej fuzji, jaką przeszła galaktyka”.
Wykrywanie, mierzenie i modelowanie powłok
W ramach projektu GalaxyMergers, Ebrova wykorzystała istniejące metody, aby uzyskać takie informacje na temat poszczególnych galaktyk. „Celem projektu było rozszerzenie możliwości zastosowania tych metod do analizy znacznie większych próbek”, wyjaśnia. „W tym celu opracowaliśmy nowe narzędzia do identyfikacji i analizy galaktyk powłokowych na obrazach dużych fragmentów nieba, dzięki czemu można automatycznie uzyskać szacunkowe czasy fuzji”. Badaczka opracowała narzędzia wizualizacyjne, które umożliwiają szybką wizualną inspekcję galaktyk poprzez generowanie złożonych obrazów w wielu skalach. Ułatwia to jednoczesną identyfikację powłok w wewnętrznej i zewnętrznej części galaktyki. Algorytm modelowania zmian powłok został opracowany i zweryfikowany na podstawie galaktyk powłokowych wytworzonych w symulacjach kosmologicznych. Narzędzia umożliwiające wykrywanie i pomiar powłok, określanie potencjału grawitacyjnego galaktyki-gospodarza i modelowania zmian powłoki są dostępne publicznie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) jako bezpłatne oprogramowanie otwartoźródłowe.
Galaktyki powłokowe jako punkt odniesienia
Projekt GalaxyMergers sprawił, że galaktyki powłokowe z ciekawostek stały się użytecznymi punktami odniesienia. Dane z setek galaktyk powłokowych można znaleźć w istniejących przeglądach, a liczba ta prawdopodobnie wzrośnie do tysięcy galaktyk wraz z uruchomieniem projektu Large Survey of Space and Time (LSST) Obserwatorium im. Very C. Rubin. „Przed realizacją projektu naukowcy korzystali z różnych narzędzi jednofunkcyjnych, które wymagały istotnej ilości danych wejściowych i ręcznego zarządzania danymi”, zauważa Ebrova. „Nasz zintegrowany łańcuch narzędzi pozwala na realizację szybkich i sprawnych procesów. Automatyzacja ta będzie niezbędna do przetwarzania ogromnych ilości danych, które wkrótce zostaną wygenerowane w ramach LSST”. W ramach projektu badaczka opracowała i udostępniła również zbiory przetworzonych danych. „Zebraliśmy pilotażową próbkę 11 rotatorów - wyjątkowych galaktyk, które są szczególnie interesujące z punktu widzenia rozwoju gwiazd, a następnie zastosowaliśmy nasz proces datowania fuzji”, wyjaśnia Ebrova. „To pierwszy przykład potencjalnego oddziaływania tego projektu”.
