14 juni 2024

Dankzij AI weten sterrenkundigen beter hoe sterrenstelsels van vorm veranderen

Fragment uit de EAGLE simulatie. Credit: ICRAR

Al decennia worstelen sterrenkundigen met de vraag hoe de evolutie van sterrenstelsels er uit ziet, hoe ze in de loop van de tijd van vorm kunnen veranderen. Het is dankzij de inzet van kunstmatige of artificiële intelligentie (KI resp. AI) dat ze er nu meer van weten. Het was Edwin Hubble die in 1926 als eerste een classificatie maakte van sterrenstelsels, de hubble-classificatie of hubble-reeks, ook wel de stemvorkreeks genoemd:

Credit: Public Domain

In de jaren zeventig had men al gezien dat sterrenstelsels die vrij geïsoleerd zijn meestal spiraalstelsels zijn en stelsels die grgroepeerd zijn meer glad en karakterloos, de elliptische en lensvormige stelsels. Recent is er nieuw onderzoek gedaan naar de evolutie van sterrenstelsels en wel door een team onder leiding van Joel Pfeffer (University of Western Australia). Dankzij dat onderzoek zijn ze meer te weten gekomen over de zogeheten ‘morfologie-dichtheidsrelatie’, waar geclusterde sterrenstelsels vloeiender en minder kenmerkend lijken dan hun solo-tegenhangers. Het onderzoek deden ze met de krachtige EAGLE simulaties, waarbij ze gebruik maken van een AI algoritme om eigenschappen van geclusterde sterrenstelsels tot in detail te bestuderen.

EAGLES Simulation showcases how galaxies could change their shape from ICRAR on Vimeo.

Wat blijkt: spiraalarmen van sterrenstelsels zijn erg fragiel, zo fragiel dat als je naar hogere dichtheden in de clusters van sterrenstelsels gaat, de spiraalstelsels hun gas beginnen te verliezen. Dit gasverlies zorgt ervoor dat ze hun spiraalarmen ‘laten vallen’ en transformeren in een lenticulaire vorm. Een andere oorzaak van de evolutie is het samensmelten van sterrenstelsels, waarbij twee of meer spiraalvormige sterrenstelsels samen kunnen botsen om in de nasleep één groot elliptisch sterrenstelsel te vormen. Met de AI van EAGLE kon men 20.000 sterrenstelsels in één minuut classificeren en kon men iets wat normaal een week tijd zou kosten nu in een uur doen. De simulaties sluiten goed aan bij de waarnemingen die gedaan zijn aan sterrenstelsels. In enkele gevallen kwam men ook buiten de dichtgeclusterde gebieden lensvormige stelsels tegen. Vemoedelijk waren ook die het resultaat van eerdere botsingen.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Joel Pfeffer et al, The galaxy morphology–density relation in the EAGLE simulationMonthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022).

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*