Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật để đo chính xác các cánh tay quanh co của các thiên hà xoắn ốc rất dễ dàng, hầu như ai cũng có thể tham gia. Phương pháp mới và đơn giản này hiện đang được áp dụng trong một dự án khoa học công dân, được gọi là Đồ thị xoắn ốc, tận dụng khả năng bẩm sinh của một người để nhận ra các mẫu và cuối cùng có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu một cái nhìn sâu sắc về cách các thiên hà phát triển.
Cấu trúc xoắn ốc được nhìn thấy trong một loạt các vật thể tự nhiên từ thực vật và động vật đến lốc xoáy nhiệt đới và các thiên hà. Bây giờ các nhà nghiên cứu tại Bảo tàng Khoa học Tự nhiên Bắc Carolina đã phát triển một kỹ thuật để đo chính xác các cánh tay uốn lượn của các thiên hà xoắn ốc rất dễ dàng, hầu như ai cũng có thể tham gia. Phương pháp mới và đơn giản này hiện đang được áp dụng trong một dự án khoa học công dân, được gọi là Đồ thị xoắn ốc, tận dụng khả năng bẩm sinh của một người để nhận ra các mẫu và cuối cùng có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu một cái nhìn sâu sắc về cách các thiên hà phát triển.
Các thiên hà xoắn ốc giống như Dải Ngân hà của chúng ta chiếm khoảng 70% các thiên hà trong Vũ trụ gần đó. Trong nhiều thiên hà này, sự khác biệt về độ sáng giữa các cánh tay quanh co và các vùng liên cánh tay rất tinh tế khiến cho các phương pháp tự động đo lường trở nên khó khăn. Ngay cả những ngôi sao tiền cảnh sáng chói cũng có thể làm lệch phân tích tự động của một thiên hà. Ngoài ra, các mẫu trong các thiên hà xoắn ốc có thể dễ dàng được nhìn thấy và theo dõi bởi mọi người nhưng các thuật toán máy tính có thời gian khó hơn để xác định nơi các vòng xoắn bắt đầu và kết thúc, đặc biệt là nếu chúng không liên tục.
Dự án đồ thị xoắn ốc tận dụng lợi thế của một lối tắt ngắn được tôn vinh theo thời gian trong các lớp nghệ thuật – truy tìm. Ian Hewitt, Phụ tá nghiên cứu tại Bảo tàng Khoa học tự nhiên NC và Patrick Treuthardt, Trợ lý Trưởng phòng nghiên cứu thiên văn & vật lý thiên văn của bảo tàng đã thử nghiệm phương pháp theo dõi của họ trên một tập hợp các hình ảnh mô hình đơn giản của các thiên hà xoắn ốc với các cuộn dây đã biết. Sau đó, họ tìm ra cấu trúc xoắn ốc và đo cuộn dây của các dấu vết bằng phần mềm được thiết kế đặc biệt của riêng họ, P2DFFT. Khi họ so sánh kết quả của họ với các phương pháp khác liên quan đến chương trình trí tuệ nhân tạo, phù hợp cấu trúc quan sát với các mô hình toán học hoặc thậm chí trực tiếp đưa hình ảnh vào phần mềm đo lường của riêng họ, không có kết quả nào chính xác và chính xác như phương pháp theo dõi của họ.
Treuthardt nói: “Những dấu vết do con người tạo ra này giúp phần mềm của chúng tôi tăng cường để nó có thể đo chính xác mức độ bao bọc của cấu trúc”. “Mức độ quấn của các nhánh xoắn ốc được gọi là góc nghiêng. Nếu một mô hình xoắn ốc có các cánh tay quấn rất chặt, nó có một góc độ nhỏ. Nếu nó là mô hình xoắn ốc rất mở, nó có một góc độ lớn.” Tại sao góc sân quan trọng? Bởi vì nó liên quan đến các thông số khác của thiên hà chủ khó đo lường và tốn thời gian hơn, chẳng hạn như khối lượng của lỗ đen được tìm thấy trong hạt nhân hoặc hàm lượng vật chất tối của thiên hà.
Nếu chúng ta biết góc nghiêng, chúng ta có thể ước tính nhanh chóng và dễ dàng các tham số này và xác định các thiên hà thú vị để quan sát chi tiết hơn, theo dõi kính viễn vọng.
Công trình của Hewitt trong nghiên cứu này và dự án khoa học công dân của công ty đồ thị xoắn ốc, đặc biệt bổ ích kể từ khi anh bắt đầu làm tình nguyện viên làm việc với Treuthardt. Mặc dù là một nhà thiên văn nghiệp dư lâu năm, Hewitt đã từ giã sự nghiệp trong ngành công nghiệp để theo đuổi thiên văn học toàn thời gian. Sau đó, ông đã hoàn thành một văn bằng về thiên văn học và bắt đầu giảng dạy và làm việc trong các dự án lập trình trong Phòng thí nghiệm nghiên cứu thiên văn & vật lý thiên văn của Bảo tàng. Thật thú vị khi có cơ hội tham gia vào loại nghiên cứu này nhưng thậm chí còn tốt hơn khi có một phần trong việc cho phép những người khác đóng góp vào những nỗ lực để hiểu rõ hơn về Vũ trụ của chúng ta. Và với ước tính 6.000 thiên hà trong nghiên cứu của họ, việc tranh thủ các nhà khoa học công dân là điều bắt buộc.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Bảo tàng Khoa học Tự nhiên Bắc Carolina . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :