14:57 2024-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Găsirea celui mai bun predictor pentru conținutul metalic al unei galaxii
_ Găsirea cel mai bun predictor pentru conținutul metalic al unei galaxii
O echipă de astronomi a descoperit că masa totală de stele dintr-o galaxie nu este un bun predictor al abundenței de elemente mai grele a galaxiei, un rezultat surprinzător conform studiilor anterioare. În schimb, potențialul gravitațional al unei galaxii este un predictor mult mai bun. Descoperirile sunt publicate în jurnalul Astronomy & Astrophysics.
Acest lucru este important pentru că atunci când se investighează și se clasifică galaxiile, „relațiile de scalare” joacă un rol important în înțelegerea formațiunilor și evoluțiilor galaxiilor. Sunt relații semnificative care ajută la prezicerea altor proprietăți ale unei stele, nebuloase și galaxii dacă sunt cunoscute anumite proprietăți mai simple, de exemplu, tendințele între proprietăți precum masa, dimensiunea, luminozitatea și culorile.
Când studiem galaxiile, unul Relația des raportată este cu „metalicitatea” galaxiei. Deoarece marea majoritate a masei obișnuite (neîntunecate) a universului – aproximativ 98% – este hidrogen sau heliu, astronomii numesc restul „metale” și numesc abundența lor „metalicitate”. Metalele au fost produse mult timp (relativ) după Big Bang, astfel încât gradul de metalicitate al unui obiect este un indiciu al activității stelare după Big Bang.
Metalicitatea este definită ca fracțiunea de masă a metalelor împărțită la masa stelei, nebuloasei sau galaxiei. (În practică, astronomii au câteva moduri de calculare a metalității, dar toate indică gradul de elemente mai grele.) În practică, de multe ori doar oxigenul sau fierul sunt folosite ca indicatori pentru metalitate. Oxigenul este cel mai abundent element greu din univers, iar fierul este, de asemenea, comun, deoarece are cel mai stabil nucleu.
În prezentul studiu, condus de Laura Sánchez-Menguiano de la Universitatea din Grenada din Spania, grupul a folosit date despre mai mult de 3.000 de galaxii care formează stele din apropiere din sondajul Mapping Nearby Galaxies realizat la Observatorul Apache Point din New Mexico, Statele Unite.
Folosind 148 de parametri care descriu anumite aspecte ale fiecărei galaxii din acest set, grupul a folosit un algoritm computerizat numit „algoritmul regresor al pădurii aleatoriu” pentru a stabili relații de scalare între numeroșii parametri galactici, pentru întreg acest grup de galaxii, pentru a găsi pe cel care prezice cel mai bine metalicitatea în fază gazoasă a galaxiei, care este metalicitatea gazelor din mediul interstelar al galaxiei.
Pentru metalicitatea în fază gazoasă au folosit ca proxy raportul dintre abundența de oxigen - o substanță chimică care urmărește evoluția galaxiilor - și masa hidrogenului. , măsurată la o distanță de o rază efectivă a galaxiei.
Cantitatea de metale din galaxii crește treptat, pe măsură ce stelele se formează continuu într-o galaxie și pe măsură ce stelele devin supernovă, aruncând toată masa lor elementară în mediu interstelar galactic. Procesele interne ale galaxiilor, precum și alte procese externe, lasă o amprentă asupra metalicității în fază gazoasă, despre care astronomii au descoperit că este un instrument foarte puternic pentru a înțelege caracteristicile și dezvoltarea galaxiilor.
The algoritmul forestier aleatoriu este o tehnică de învățare automată supravegheată pe care astronomii au folosit-o pe scară largă în comunitatea astronomică, cu mare succes. Tehnica a folosit o combinație de arbori de decizie care găsește caracteristicile de intrare care conțin cele mai multe informații despre o caracteristică de ieșire sau țintă. Aici, caracteristicile de intrare erau numeroasele proprietăți galactice, iar caracteristica țintă a fost metalicitatea în fază gazoasă.
În cele din urmă, algoritmul, prin numeroasele combinații de arbori de decizie, creează un model pentru a prezice caracteristica țintă folosind o set de condiții privind valorile multor caracteristici de intrare.
Regresia a arătat că cel mai bun predictor al metalității în fază gazoasă a fost potențialul gravitațional barionic al galaxiei, raportul dintre masa stelară și raza efectivă. (Constanta gravitațională G nu este inclusă, deoarece este o constantă care doar iese în cale și ar putea fi întotdeauna adăugată mai târziu, dacă se dorește.)
Barionii sunt particule, precum protonul sau neutronul, care sunt formați din trei constituenți — quarci. Aceste particule interacționează prin intermediul forței puternice, astfel încât electronul nu este un barion. (În orice caz, masa unui proton și neutron este de aproape 2.000 de ori mai mare decât a unui electron, astfel încât electronii contribuie foarte puțin la masa stelară și interstelară.)
Potențialul gravitațional barionic al unei galaxii oferă o mai bună predicția metalicității în fază gazoasă decât masa stelară galactică. De fapt, analiza a arătat că cel mai puternic dependent a fost raportul (masa totală a stelelor pe raza efectivă) la puterea de 0,6. Rezultatul a fost bun pentru mase galactice între 300 de milioane și 300 de miliarde de ori masa Soarelui. Grupul susține că puterea de 0,6, mai mică de unu, explică includerea materiei întunecate în galaxie.
„Găsirea celor mai strânse și fundamentale relații ne ajută să ne îmbunătățim înțelegerea modului în care funcționează galaxiile și este crucial pentru a rafina simulările viitoare”, a spus Sánchez-Menguiano. „Este important acum să investigăm rolul acestui parametru asupra altor procese suferite de o galaxie de-a lungul vieții sale, pentru a ne îmbunătăți înțelegerea asupra procesului global de formare și evoluție a galaxiilor.”
Totuși, studiul a constatat că dovezi că potențialul gravitațional barionic singur nu poate prezice metalicitatea în fază gazoasă, iar alți parametri secundari ar putea juca un rol notabil în determinarea acesteia. Un studiu viitor este în curs de investigare a acestor relații în continuare.
© 2024 Science X Network
Comentarii:
Adauga Comentariu