Nella Via Lattea una costellazione nata altrove: Nyx scoperta grazie ad un supercomputer e algoritmi di deep learning

Una costellazione nella Via Lattea che potrebbe aver avuto origine altrove. Si chiama Nyx (il nome deriva dalla dea greca della notte) ed è stata scoperta nella nostra galassia dagli esperti dell’Universita’ del Texas ad Austin, della Caltech University, della Northwestern University, e delle Universita’ della California San Diego e Berkeley. Nello studio, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, è stato identificato un insieme di 250 stelle nella costellazione di Nyx, ritenute il residuo di una galassia nana che eoni fa si sarebbe fusa con la Via Lattea. “Questa ricerca – dichiara Lina Necib, studentessa post dottorato presso la Caltech University- si basa sull’utilizzo combinato di simulazioni cosmologiche e dati ottenuti grazie al satellite Gaia, dell’Agenzia spaziale europea (ESA), elaborati grazie a un supercomputer e ad algoritmi di deep learning”. “Questa struttura – continua la scienziata – e’ piuttosto interessante perche’ sarebbe stata impossibile da rilevare senza l’aiuto di un sistema di deep learning e l’elaborazione di un sistema a diverse fasi con nove simulazioni principali. I supercomputer hanno impiegato mesi per effettuare i calcoli di ogni singola fase”.

Il team prevede di esplorare ulteriormente Nyx utilizzando i telescopi a terra. “Osservando il cosmo – continua la ricercatrice – a volte e’ possibile notare gruppi di stelle che si muovono insieme in un modo particolare e solitamente c’e’ una ragione specifica per questi movimenti. Abbiamo sviluppato simulazioni altamente dettagliate di galassie realistiche nell’ambito di un progetto chiamato FIRE (Feedback In Realistic Environments) per comprendere meglio la struttura della nostra galassia”.

“Le nuove tecnologie – prosegue Necib – ci consentono una conoscenza piu’ approfondita della Via Lattea, potremmo presto scoprire le origini e l’evoluzione della nostra galassia. La nostra ipotesi si basa sulla teoria che la Via Lattea si sia ingrandita in parte grazie alla fusione con altre galassie nane, e il nostro studio potrebbe rappresentare la prova di questi eventi. Strumenti, dati, informazioni e simulazioni che abbiamo oggi a disposizione possono rappresentare un valido aiuto per tracciare la storia del cosmo”. “Sostanzialmente – precisa Robyn Sanderson, dell’Universita’ della Pennsylvania – abbiamo sviluppato un metodo per rintracciare i movimenti di ogni stella nelle simulazioni virtuali in modo da capire se fossero nate nella galassia ospite o se derivassero da una fusione. Si tratta di applicare un modello astratto su un set di dati, e’ una procedura nota come ‘transfer of learning’, e puo’ rappresentare una sfida sostanziale“.

Per garantire l’affidabilita’ del modello e verificare che la piattaforma si basasse sui dati reali, gli esperti hanno dovuto programmare l’apprendimento e insegnare all’algoritmo come distinguere le stelle originate nella Via Lattea e quelle formatesi altrove. “Per la fase di apprendimento – commenta ancora Necib – abbiamo utilizzato le informazioni della ‘salsiccia di Gaia’, i resti di una galassia nana che tra sei e dieci miliardi di anni fa si e’ fusa con la Via Lattea, dalla firma molto specifica. Quando il sistema ha identificato una costellazione di 250 stelle, ho pensato inizialmente che si trattasse di un errore, poi abbiamo capito che in realta’ avevamo scoperto qualcosa di sensazionale”.

“Il prossimo step – conclude Necib – sara’ quello di osservare Nyx con gli strumenti da terra. Cio’ potrebbe fornire informazioni sulla composizione chimica del flusso e altri dettagli utili. Stiamo sviluppando strumenti computazionali che saranno disponibili per molte aree di ricerca e anche per ambiti non strettamente legati alla ricerca“.