神秘宇宙

AI智能學習 解開黑洞成長與恆星誕生之宇宙謎團

在天文學的一大突破中,巴斯大學的科學家們利用人工智慧技術,揭開了超大質量黑洞對銀河演化的重要影響,並發現了黑洞生長的新奧秘。傳統認為,兩個銀河的碰撞與合併觸發了黑洞的成長,然而新研究顯示,光有銀河合併還不足以刺激黑洞,銀河中心還必須有大量的冷氣體。

這項研究首次使用機器學習來分類銀河合併,目的是探索「銀河合併」、「超大質量黑洞的吸積」和「恆星形成」之間的關係。以往這些分類工作大多依賴人眼觀察,這不僅耗時,而且容易出錯。

科學家訓練了一個神經網絡模型,模擬銀河合併,然後將這個模型應用於實際觀察到的銀河中。他們發現,與人工分類相比,這種方法在識別合併事件方面更為準確,並且避免了人類的偏見。

形成條件:含有大量冷氣體且正在形成恆星的銀河

Seyfert 2的星系,其中包括它們的恆星質量(顯示在上方的圖表)和[O iii]光度(即氧離子發光強度)與紅移(宇宙膨脹造成的光波長伸展現象)的關係。圖表中的柱狀分布(M*和z直方圖)展示了用於對照樣本匹配的分組方法。值得注意的是,對照樣本在恆星質量和紅移方面與主樣本匹配,因此對於控制組的直方圖是相同的,在這裡沒有單獨展示。(圖/《月報皇家天文學會》)

研究團隊發現,僅有銀河合併並不足以刺激黑洞的生長。他們進一步研究了約8000個吸積黑洞系統,發現只有在特定類型的銀河中——那些含有大量冷氣體並且正在形成恆星的銀河——合併才導致了黑洞的成長。

這一發現不僅對理解超大質量黑洞在銀河演化中的作用至關重要,也為天文學家們提供了新的研究方法。巴斯大學的物理學家卡羅琳·維爾福斯博士說,利用機器學習,我們可以分析成千上萬的銀河,獲得一致的結果,並同時觀察黑洞的許多不同特性。

這項研究不僅挑戰了長期以來的天文學假設——即同電荷粒子在特定條件下能相互吸引,提供了新的視角來理解和應用分子間的交互作用。在製藥領域,這有助於改善藥物的穩定性和配方。在治療神經退行性等疾病方面,它幫助深入瞭解異常分子聚集的機制,從而促進新治療策略的開發。

這些研究結果發表在《月報皇家天文學會》期刊上,開啟了天文學和物理學領域的新篇章。

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首圖來源:NASA cc By4.0

圖片來源:Depositphotos cc By4.0

參考論文:

1.A post-merger enhancement only in star-forming Type 2 Seyfert galaxies: the deep learning viewMonthly Notices of the Royal Astronomical Society

延伸閱讀:

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