Астрономи відкрили 335 нових кандидатів у гравітаційні лінзи серед декількох мільйонів знімків з наземного огляду DECaLS. Це вдалося зробити завдяки нейромережі, яку навчили на вибірці з вже відомих об'єктів такого типу і об'єктів, що точно не є лінзамі.Стаття опублікована в журналі
Явище гравітаційного лінзування було передбачене в рамках Загальної теорії відносності Ейнштейна більше ста років тому. Його суть в тому, що гравітаційне поле масивних об'єктів може змінювати напрямок поширення фотонів, причому найбільш сильно подібний ефект буде помітний для дуже масивних лінз, наприклад галактик і скупчень галактик. Лінзування дозволяє вивчити розподіл темної матерії у Всесвіті, отримати обмеження на значення постійної Хаббла і досліджувати вкрай далекі галактики, що лежать за лінзами, шляхом вивчення їх множинних спотворених зображень, проте відомо подібних об'єктів вкрай мало - всього лише кілька сотень.
Група астрономів на чолі з Сяошен Хуаном (Xiaosheng Huang) опублікувала результати пошуку кандидатів у гравітаційні лінзи в даних наземного огляду DECaLS (Dark Energy Camera Legacy Survey) за допомогою залишкової нейромережі, розробленої в 2018 році в рамках конкурсу "Strong Gravitational LenFge. Як навчальну вибірку використовувалися зображення 423 відомих на сьогодні гравітаційних лінз і 9451 об'єкта, точно не є лінзами. Потім вчені перевірили 50 тисяч зображень, які були відібрані нейромережею з 5,7 мільйонів фотографій з огляду, і розділили їх на три класи. Об'єкти класу А вважалися найбільш вірогідними кандидатами в гравітаційні лінзи і демонстрували одну або кілька ділянок дуг (арок або арклетів), в основному синіх, які вважаються спотвореними зображеннями галактик, що лежать за лінзою. Клас B схожий на клас А, проте мав більш дрібні і тьмяні ділянки дуг. Нарешті, в клас С потрапляли об'єкти, які демонстрували ще більш тьмяні і дрібні арки, якщо вони дійсно є лінзами, то кут відхилення фотонів від початкової траєкторії в їх випадку досить малий.
У підсумку вченим вдалося знайти 335 кандидатів у гравітаційні лінзи: 60 штук класу А, 105 штук класу В і 176 штук класу С. Деякі з цих об'єктів вже підтверджені завдяки спостереженням космічного телескопа «Хаббл», розпочатим наприкінці 2019 року. Це хороший результат, враховуючи, що навчальна вибірка була невелика. Тепер астрономи мають намір збільшити її і використовувати нейромережу для обробки даних оглядів DESI, частиною яких був DECaLS.
Раніше ми розповідали, як гравітаційне лінзування дозволило вченим знайти рукави у найдавнішої спіральної галактики, рекордно далеку наднову типу Ia і найтускнішу галактику в ранньому Всесвіті.