Найти в Дзене
your_voice

Галактический зоопарк. Наука в эпоху больших данных.

Любительская астрономия играет важную роль в развитии науки. Благодаря любителям астрономии, множество новых небесных явлений было открыто и исследовано. Результаты их наблюдений и исследований часто используются профессиональными учеными и служат основой для дополнительных исследований. А что если я скажу вам, что вы тоже можете внести свой вклад в науку без какого-либо специального оборудования? Один из наиболее ярких проектов нашего времени, вовлекающий в работу волонтеров, является Galaxy Zoo. Пользователям предлагается помочь в визуальной классификации и характеристики галактик.

Главная научная задача, которую ставят исследователи в данном проекте, это изучение формирования и эволюции галактик. На сайте проекта собрано огромное количество изображений галактик, сделанных при помощи Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), Космического телескопа Джеймс Уэ́бб (JWST), камеры Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS).

Статистика Galaxy Zoo
Статистика Galaxy Zoo

Принцип работы очень прост, перед тем как приступить к классификации вас знакомят с основными особенностями галактик формы галактик, которые вы можете различить на изображении. Давайте и мы немного познакомимся с разнообразием галактик. На картинке изображена упрощенная схема галактики.

Схема главных элементов галактики. Пространственные масштабы не выдержаны.
Схема главных элементов галактики. Пространственные масштабы не выдержаны.

Выделяют три главных структурных элемента: диск, гало и корона. У диска есть центральное утолщение, называемое балджем.

Камертон Хаббла
Камертон Хаббла

В 1926 году Эдвин Хаббл предложил классификацию галактик.

  • Е0-Е6 - это эллиптические галактики. На изображении видно, что в таких галактиках звезды расположены равномерны, а ядро галактики явно не выражено. Цифра здесь обозначает эксцентриситет (числовая характеристика конического сечения, показывая степень его отклонения от окружности) проекции галактики на плоскость зрения наблюдателя, реальная форма галактики установить сложнее. Отсюда понятно, что галактики Е0 почти шарообразные.
  • S0 - это линзообразные галактики с явно выраженным центральным балджем.
  • Sa, Sb, Sc, Sd - это спиральные галактики, у которых ярко выражен балдж и диск с рукавами. Вторая буква указывает на плотность расположения рукавов.
  • SBa, SBb, SBc, SBd - спиральные галактики с перемычкой, в которых центральный балдж пересечен яркой перемычкой, которая называется бар. От бара исходят рукава галактики.
  • Irr - иррегулярные, или неправильные галактики, не подходящие ни под один тип классификации.

Давайте подробнее рассмотрим рабочий процесс Cosmic Dawn для Galaxy Zoo, где рассматриваются галактики, снятые с помощью камеры Hyper Suprime-Cam на телескопе Subaru. Целью Cosmic Dawn является понимание того, как галактики, черные дыры и темная материя совместно эволюционировали от ранней Вселенной до настоящего времени. Изображения, которые вы увидите, получены в ходе исследования Hawaii Two-0 (H20), являющегося частью исследования Cosmic Dawn.

Необходимо ответить на ряд вопросов о форме галактики, чтобы было возможно далее узнать об астрофизических процессах в эволюции галактики. Ответить на эти вопросы возможно без каких-либо специальных знаний. Многие галактики в этом задании расположены очень далеко от нас, поэтому ответ не всегда может быть однозначным. Нужно просто постараться сделать лучшее предположение.

Давайте наконец-то рассмотрим галактику, которая нам попалась.

-4

Первый вопрос: Галактика на изображении гладкая и округлая, без каких-либо признаков диска? Варианты ответов: 1) Гладкая и округлая 2) Есть особенности или диск 3) Изображение содержит яркие звезды, артефакты или плохое разрешение

На данном изображении нет сомнений, что галактика похожа на эллиптическую, выбираем первый вариант ответа.

Второй вопрос: Насколько она округлая? Здесь ответ на вопрос не кажется мне очевидным. Давайте посмотрим примеры изображений для каждого варианта ответа. Варианты ответа:

Посмотрите на общую форму и решите, насколько она круглая. Помните, что всегда следует концентрироваться на галактике в центре и игнорировать любые другие галактики.
Посмотрите на общую форму и решите, насколько она круглая. Помните, что всегда следует концентрироваться на галактике в центре и игнорировать любые другие галактики.

Теперь мне кажется, что наша галактика ближе к округлым галактикам больше всего.

Третий вопрос: Галактика на изображении сталкивается с другой галактикой или имеет нарушенную форму? Варианты ответа: 1) Слияние 2) Серьезные нарушения 3) Небольшие нарушения 4) Нет

На данном изображении одна галактика, без каких-либо нарушений формы.

Вопрос четвертый: Вы видите какие-либо из этих редких особенностей? Варианты ответа: 1) Линза или дуга 2) Кольцо 3) Нерегулярная 4) Пыльная полоса 5) Перекрытие 6) Что-то еще 7) Ничего необычного

На данном изображении нет ничего необычного, но давайте подробнее рассмотрим перечисленные особенности, встречающиеся в галактиках.

Линзы и дуги

Линзы и дуги - это изогнутые полосы света, которые могут быть вызваны гравитационным линзированием. Они могут казаться отделенными от галактики или находиться в пределах светового профиля галактики (иногда, но не всегда, другого цвета). Линза не будет проходить через центр линзирующей галактики - только вокруг центра, что помогает отличить дуги от спиральных рукавов.
Линзы и дуги - это изогнутые полосы света, которые могут быть вызваны гравитационным линзированием. Они могут казаться отделенными от галактики или находиться в пределах светового профиля галактики (иногда, но не всегда, другого цвета). Линза не будет проходить через центр линзирующей галактики - только вокруг центра, что помогает отличить дуги от спиральных рукавов.

Кольцо

Кольцевые галактики имеют яркий круг звезд. Кольца часто встречаются "внутренними" вокруг ядра или "внешними" на краю галактики.
Кольцевые галактики имеют яркий круг звезд. Кольца часто встречаются "внутренними" вокруг ядра или "внешними" на краю галактики.

Иррегулярные галактики

Неправильные галактики имеют форму, которая не является ни гладкими эллипсами, ни хорошо изогнутыми спиралями, но выглядит более хаотичной.
Неправильные галактики имеют форму, которая не является ни гладкими эллипсами, ни хорошо изогнутыми спиралями, но выглядит более хаотичной.

Пылевая полоса

Пылевые полосы - это тонкие темные линии по всей галактике, напоминающие тени.
Пылевые полосы - это тонкие темные линии по всей галактике, напоминающие тени.

Перекрытие

Перекрывающиеся галактики возникают, когда одна галактика находится далеко позади другой галактики на небе, поэтому кажется, что две галактики расположены, по крайней мере частично, друг над другом, но вы не видите никаких искажений или особенностей, которые указывали бы на то, что галактики действительно взаимодействуют.
Перекрывающиеся галактики возникают, когда одна галактика находится далеко позади другой галактики на небе, поэтому кажется, что две галактики расположены, по крайней мере частично, друг над другом, но вы не видите никаких искажений или особенностей, которые указывали бы на то, что галактики действительно взаимодействуют.

Galaxy Zoo - это очень динамичный и значимый проект, который предоставляет возможность широкой аудитории прикоснуться к настоящей науке и внести свой вклад в исследования галактик. И не только! Данный обзор немного раскрывает важность и потенциал Galaxy Zoo, а будущие статьи будут посвящены еще более удивительным открытиям и результатам, полученным в рамках этого проекта.