Учені вперше побачили еволюцію понад 100 мільярдів зірок Чумацького Шляху: чому це важливо

Учені вперше створили моделювання понад 100 мільярдів окремих зірок, продемонструвавши їхню еволюцію протягом 10 тисяч років. Науковці використали штучний інтелект і чисельне моделювання для нової симуляції нашої галактики. Згідно з дослідженням, моделювання не тільки відображає в 100 разів більше окремих зірок, ніж попередні моделі Чумацького Шляху, а й було виконано більш ніж у 100 разів швидше, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Астрофізики намагаються створити модель галактики Чумацький Шлях із точністю до окремих зірок, яку можна було б використати для перевірки теорій формування галактик, їхньої структури та еволюції зірок на основі даних реальних спостережень.

Але створення точних моделей еволюції галактик ускладнене, оскільки вони повинні враховувати гравітацію, гідродинаміку, вибухи наднових і синтез хімічних елементів. Кожен із цих процесів відбувається в абсолютно різних масштабах часу і простору, що робить їх одночасне моделювання неймовірно складним.

Досі вченим не вдавалося змоделювати велику кількість окремих зірок, моделюючи такі великі галактики, як Чумацький Шлях. Але тепер їм це вдалося.

До появи нового методу, розробленого вченими, наявні моделі мали верхню межу маси приблизно в мільярд Сонць. Але Чумацький Шлях містить понад 100 мільярдів зірок, а отже, найменша "частинка" в моделі насправді є скупченням зірок масою в 100 Сонць. Те, що відбувається з окремими зірками, усереднюється, і точно моделювати можна тільки великомасштабні події.

За словами вчених, навіть найкращі традиційні моделі вимагали б надмірно багато часу для досягнення подібних результатів. Наприклад, моделювання Чумацького Шляху аж до окремої зірки вимагало б 315 годин на кожен мільйон років часу моделювання. За такої швидкості для моделювання еволюції галактики тривалістю в мільярд років знадобиться понад 36 років.

Тому вчені розробили новий метод, що поєднує сурогатну модель глибокого машинного навчання з фізичним моделюванням. Модель глибокого машинного навчання була навчена за допомогою високоточних симуляцій наднової, що дало їй змогу вивчити розширення газу протягом 100 000 років після вибуху наднової.

Це дало змогу отримати роздільну здатність для окремих зірок у великих галактиках, що налічують понад 100 мільярдів зірок. При використанні цього методу час моделювання для 1 мільйона років зайняв всього 2,78 години. Це означає, що мільярд років можна змоделювати всього за 115 днів, а не за 36 років.

Нова модель може допомогти астрофізикам перевірити теорії утворення зірок, галактик та інших космічних процесів.

Як уже писав Фокус, астрономи вперше виявили галактику, яка створює зірки з неймовірною швидкістю.

Також Фокус писав про те, що китайські астронавти застрягли в космосі після порятунку їхніх колег. Новий екіпаж китайської орбітальної станції "Тяньгун" застряг у космосі після того, як троє інших астронавтів полетіли додому не на своєму космічному кораблі. Наразі у китайських астронавтів немає безпечного способу повернутися на Землю.