記者從中國科學院上海天文台獲悉，上海天文台葛健研究員帶領的國際團隊透過人工智慧的深度學習方法，對國際斯隆巡天三期釋放的類星體光譜數據進行了微弱信號搜尋和數據分析，發現了極其稀少的107例宇宙早期星系內的冷氣體雲塊成分的關鍵探針中性碳吸收體。相關研究成果於2024年5月15日發表在國際天文學頂尖期刊《皇家天文學會月報》（MNRAS）。
研究團隊分析發現，早在宇宙約30億年的演化早期（目前宇宙的年齡已有約138億年），這些攜帶了中性碳吸收體探針的早期星系已經過了快速物理和化學演化進入介於大麥哲倫矮星系和銀河系之間的物理和化學演化狀態。本次工作的研究方法與成果對探索星系如何形成和演化提供了新的研究方式，也充分顯現了人工智慧在天文海量資料中探索微弱訊號的廣泛應用潛力和前景。
研究冷氣體和塵埃對剖析星系形成和演化至關重要，中性碳吸收線可作為有效探針來追蹤氣體和塵埃成分。而這些中性碳吸收線的訊號微弱且稀少，需要在海量的類星體光譜數據中才能找到。團隊採用人工智慧的深度學習方法，設計神經網絡，產生基於實際觀測的中性碳吸收線特徵的大量仿真樣本去訓練深度學習神經網絡，並使用這些被"訓練好"的深度學習神經網絡在斯隆巡天三期釋出的資料中搜尋中性碳吸收體。該團隊透過上述方式發現了稀少的107例宇宙早期星系內的冷氣體雲塊成分的關鍵探針－中性碳吸收體。研究獲得的樣本數是先前獲得的最大樣本數的近兩倍之多，並探測到更多比以前更微弱的訊號。
研究發現較多冷氣體的中性碳吸收體，並將這些光譜疊加在一起，直接測量塵埃吸附導致的部分金屬豐度缺失。結果表明，在宇宙只有約30億年的年齡時，這些攜帶中性碳吸收體探針的早期星系已經過快速物理和化學演化，進入介於大麥哲倫矮星系和銀河系之間的物理和化學演化狀態。此時，大量金屬產生，同時部分金屬被吸附到塵埃上，產生可觀測到的塵埃紅化結果。這驗證了近期詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在宇宙最早的恆星中探測到類似鑽石的碳塵埃的新發現，預示著部分星系的演化比預期要快得多，挑戰了現有的星系形成和演化模型。有別於詹姆斯韋伯太空望遠鏡透過星系發射光譜來進行研究工作，該工作透過觀測類星體的吸收光譜來研究早期星系，這將為未來宇宙和星系早期演化研究提供全新的研究手段。
來源：上海松江
沒有留言:
發佈留言