Det er skarpe lys over hele universet der galakser smadrer sammen. Og det er lyspunkter over hele universet - spesielt det fjerntliggende universet - der galakser kverner ut stjerner til uvanlige priser. Nå har et team av astronomer en ny måte å skille dem fra hverandre.
Her er problemet: Teleskoper kan ikke se fjerne, gamle deler av universet tydelig nok til å få øye på de vanlige signaturene til galakser som smelter sammen, så det har ikke vært noen god måte å skille disse to typene superlyse galakser fra hverandre.
I en artikkel publisert i juliutgaven av tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, beskrev forskere et nytt system for å skille fjerne galaksesammenslåinger fra fjerne galakser som skinner superlyst fordi de føder uvanlig høye antall nye stjerner.
I relativt nærliggende deler av universet kan vi lett se galaktiske sammenslåinger basert på tsunamier av stjerner på deres periferi. Lange "tidevannsarmer" av stjerner strekker seg bort fra kjernene til galakser som nylig har slått seg sammen, som piler som identifiserer dem for stjernearkeologer som siler gjennom verdensrommet.
Men lys fra det gamle universet har reist for langt og ser for uskarpt ut til at mønstrene er synlige. På samme tid ble de første par milliarder årene av universets historie definert av galakser som produserte stjerner med høye hastigheter som ville være uvanlige i dag. Så det har lenge vært uklart hvilke fjerne superlyse galakser astronomer kan se i det tidlige universet er resultatene av sammenslåinger, og som er så lyse helt på egenhånd.
Teamet resonnerte at fordi vi vet hvordan stjernedannende galakser og galaktiske fusjoner ser ut på nært hold, vil det være relativt greit å lage falske bilder og deretter uskarpe og forvrenge dem som om lyset fra disse galaksene ble fanget langveisfra av en av våre romteleskoper. Det var akkurat det teamet gjorde, og skapte mer enn 1 million falske Hubble-romteleskoper og James Webb romteleskopbilder. Astronomene visste hvilke som var uskarpe, fjerne bilder av galaktiske kollisjoner enn uskarpe bilder av superbrutte, stjernedannende galakser, selv om de ved første øyekast så veldig like ut. Så forskerne var i stand til å finne subtile signaturer som astronomer bruker for å skille galakssammenslåinger fra galaktiske stjernefabrikker i det fjerne, eldgamle universet. Og de trente en maskinlæringsalgoritme på egen hånd for å skille mellom bilder av de to galaksene.
Det er en stor avtale fordi hele universet er fullt av sammenslåtte galakser, sa forskerne i en uttalelse - opptil 5% av galakser er involvert i fusjoner når som helst, og til og med Melkeveien forventes en dag å slå seg sammen med naboen Andromeda.
Den nye metoden har sine grenser, skrev forskerne i papiret. De har alltid potensialet for skjevhet i databasen over simuleringer, skrev de, og noe upresis prøve og feiling er involvert i å generere databasen i utgangspunktet. For å forbedre maskinlæringsalgoritmen ytterligere, skrev de og skille enda eldre galaksesammenslåinger, må de bygge en mye større database.
