Исследователи из Музея естественных наук Северной Каролины разработали метод точного измерения рукавов спиральных галактик, который настолько прост, что его использовать может практически кто угодно. Теперь этот метод применяется в проекте гражданской науки Spiral Graph, который может дать исследователям некоторое представление о том, как развиваются галактики.
Это ценно вот почему: около 70% всех расположенных поблизости галактик — спиральные, в том числе и наш Млечный Путь. Однако автоматизировать измерения их характеристик трудно, потому что рукава галактик и области между рукавами не очень отличаются по яркости, да еще мешают яркие звезды «на переднем плане». Люди, между тем, обладают врожденной способностью улавливать закономерности, в том числе и в спиральных галактиках — например, определять, где они начинаются и где заканчиваются. Особенно это свойство ценно в случае флоккулентных галактик, где рукава и вовсе не непрерывны.
Так вот, в проекте Spiral Graph используется прием, издавна применяемый на уроках рисования — прорисовка. Затем, объяснил Патрик Тройтхардт (Patrick Treuthardt), один из разработчиков, «созданные человеком трассировки дают нашему программному обеспечению возможность точно измерить, насколько плотно свернута структура. Степень "скрученности" спиральных рукавов называется углом наклона. Если рукава скручены плотно, у галактики небольшой угол наклона. Если слабо — то угол наклона большой».
Знать угол наклона полезно потому, что эта величина связана с другими характеристиками галактики, — например, массой черной дыры в ядре, — прямые измерения которых потребовали бы заметно больше усилий и времени. С предложенным методом оценить эти характеристики существенно проще, и потом можно уже прицельно выбрать интересующую галактику для наблюдений с помощью телескопа.
Хотим обратить ваше особое внимание на Яна Хьюитта, научного сотрудника Музея естественных наук Северной Каролины и одного из авторов нового метода и проекта Spiral Graph: он долго был астрономом-любителем, работал с вместе с Тройтхардтом как волонтер, а потом сменил карьеру — и теперь у него степень по астрономии, он преподает и работает над проектами Исследовательской лаборатории астрономии и астрофизики в музее.
Но вернемся к методу. Чтобы проверить свою разработку, авторы взяли набор образцов изображений спиральных галактик с уже изученными спиралями, прорисовали их структуры и измерили их с помощью своего собственного программного обеспечения P2DFFT. Затем они сравнили свои результаты с теми, что были получены с помощью AI, сопоставления наблюдаемой структуры с математическими моделями и непосредственного ввода изображений в их собственное программное обеспечение для измерений — ни один из перечисленных не дал таких точных результатов, как их новый трассировочный метод
P.S. Кому интересны подробности, читайте статью Comparison of galaxy spiral arm pitch angle measurements using manual and automated techniques в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
