天文学家现在可以仅凭一张照片重建星系的历史

新“银河系考古学”：一张照片揭示数十亿年历史

天文学出现了一种有前景的方法，能够通过任何星系的一幅图像恢复其在宇宙整个历史中的发展。这类似于仅凭一张照片就能了解一个人——他住在哪里、与谁相识以及如何成为现在的样子。

关键要素 – 人工智能

该方法利用人工智能分析星系中物质的化学“指纹”。根据元素组成及其分布，研究人员尝试重建所有重要事件：恒星形成、超新星爆发、黑洞活跃以及星系合并。

试点案例 – NGC 1365

科学家在螺旋星系 NGC 1365 上测试了该方法。该星系的中心约在137亿年前形成——几乎与早期宇宙中氧气产生初始阶段同步。在随后的120亿年里，星系外部通过多次与矮卫星合并而增长，这些卫星带来了额外的气体和恒星。

氧气分布梯度已经提供了关于其演化的宝贵信息，但计划将分析扩展到其他元素，以提高模型精度。

如何构建星系“传记”

为了重建 NGC 1365 的历史，天文学家使用了 TYPHOON 项目的真实观测数据。首先，他们验证了超过20,000个模拟，确保模型完全符合观测结果。随后，算法被“定向”到具体的星系上。机器学习成功恢复了其主要发展阶段。

这对科学意味着什么

该方法为研究宇宙开辟了一条新途径：现在可以快速获取大量星系的演化年鉴，有助于更好地理解宇宙过程以及人类在这一宏大背景中的位置。