Похоже, в астрономии зарождается новая область галактической археологии, которая позволяет всего по одному изображению любой галактики восстановить её эволюцию в течение прошедших миллиардов лет. Это как рассказать всё о человеке по его фотографии — где жил, с кем встречался и как дошёл до жизни такой. Предложенная учёными методология способна улучшить понимание вселенских процессов и нашего места в мироздании.
Снимок галактики NGC 1365 в разных диапазонах. Источник изображения: JPL
Как и следовало ожидать в современных реалиях, новый метод использует искусственный интеллект для анализа химических «отпечатков» тех или иных веществ в составе галактик. Основная идея заключается в том, чтобы по химическому составу и градиенту его распределения в любой галактике выявлять все события её истории за миллиарды лет эволюции: формирование звёзд, вспышки сверхновых, активность чёрных дыр и слияния галактик.
Свою методику исследователи испытали на спиральной галактике NGC 1365. Центральная область галактики сформировалась около 13,7 млрд лет назад — практически сразу после рождения Вселенной, когда началось образование кислорода. В течение последующих 12 млрд лет внешние регионы галактики формировались за счёт множественных слияний с карликовыми галактиками, которые приносили дополнительные запасы газа и звёзд. Градиент распространения кислорода в изучаемой галактике — не единственный источник знаний о её эволюции и впоследствии будет дополнен наблюдениями за другими веществами для повышения точности модели.
Для восстановления «биографии» галактики NGC 1365 астрономы воспользовались данными реальных наблюдений за галактиками в обзоре TYPHOON, которые проверили после запуска свыше 20 000 симуляций. Когда модели стали полностью совпадать с данными наблюдений, алгоритм «натравили» на NGC 1365. Машинное обучение восстановило историю эволюции галактики в её главных чертах, что открывает путь к новому подходу к изучению Вселенной и её эволюции.