人工智能有助于解决天体物理学关于超大质量黑洞的长期争论

梅西耶101风车星系哈勃

这是哈勃太空望远镜拍摄的梅西耶101风车星系的照片。旋臂上明亮的蓝色团块是近期恒星形成的地点。资料来源:NASA, ESA, K. Kuntz (JHU), F. Bresolin(夏威夷大学),J. Trauger(喷气推进实验室),J. Mould (NOAO), Y.-H。伊利诺伊大学厄巴纳分校(University of Illinois, Urbana), STScI

天文学家说,质量相当于数百万个太阳的黑洞确实会阻碍新恒星的诞生。利用机器学习和三个最先进的模拟来支持一个大型天空调查的结果,研究人员解决了长达20年的关于恒星形成的争论。剑桥大学的博士生乔安娜·Piotrowska于2021年7月20日在虚拟国家天文学会议(NAM 2021)上介绍了这项新工作。

星系中的恒星形成一直是天文学研究的焦点。几十年的成功观测和理论建模使我们对气体如何坍缩形成新的恒星有了很好的理解,无论是在我们的恒星内部还是外部银河系.然而,多亏了像斯隆数字巡天(SDSS)这样的全天天空观测项目,天文学家意识到,并不是本宇宙中的所有星系都在积极地形成恒星——存在大量的“静止”物体,它们形成恒星的速度明显较低。

静止椭圆星系ngc4150

哈勃太空望远镜拍摄的静止椭圆星系ngc4150。这颗恒星的形成已经停止了。资料来源:美国宇航局、欧洲航天局、R.M. Crockett(英国牛津大学)、S. Kaviraj(伦敦帝国理工学院和英国牛津大学)、J. Silk(牛津大学)、M. Mutchler(巴尔的摩太空望远镜科学研究所)、R. O 'Connell(弗吉尼亚大学夏洛茨维尔分校)和WFC3科学监督委员会

在我们对星系演化的理解中,是什么阻止了星系中恒星的形成,这个问题在过去的20年里一直是争论不休的。Piotrowska和她的团队进行了一项实验,以找出可能的原因。

使用三种最先进的宇宙学模拟——EAGLE, Illustris和IllustrisTNG天文学家研究了我们在SDSS观测到的真实宇宙中可能看到的东西,在大质量星系中,不同的物理过程阻止了恒星的形成。

天文学家们应用了一种机器学习算法,将星系分为恒星形成和静止两类,并从三个参数中选择:超大质量黑洞的质量发现星系的中心(这些怪物对象通常数百万甚至数十亿倍太阳质量),恒星在星系的总质量,或者周围的暗物质晕星系的质量,最好的预测对星系。

星系图中的恒星形成停止

图中显示了超大质量黑洞、超新星爆炸和暗物质晕的相对重要性,在关闭星系中的恒星形成。信贷:乔安娜Piotrowska

这些参数使研究小组能够计算出哪些物理过程:超大质量黑洞的能量注入、超新星爆炸或大质量晕内气体的冲击加热是迫使星系进入半退休状态的原因。

新的模拟预测了超大质量黑洞质量是阻碍恒星形成的最重要因素。至关重要的是,模拟结果与局部宇宙的观测结果相吻合,为研究人员的发现增加了砝码。

Piotrowska说:“看到模拟如何准确地预测我们在真实宇宙中看到的东西,这真的很令人兴奋。超大质量黑洞——质量相当于数百万甚至数十亿个太阳的物体——确实对其周围环境有很大影响。这些巨大的物体迫使它们的宿主星系进入一种恒星形成的半隐退状态。”

会议:英国皇家天文学会全国天文会议

第一个发表评论关于“人工智能有助于解决关于超大质量黑洞的长期天体物理学争论”

留下你的评论

邮箱地址可选。如果提供,您的电子邮件将不会被公布或共享。