FADO – nowe narzędzie, które umożliwia odtwarzanie historii galaktyk
FADO jest nowym narzędziem analitycznym, wynalezionym przez Jeana Michela Gomesa i Polychronisa Papaderosa, dwóch astronomów z portugalskiego Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco. Korzysta ono ze światła emitowanego w galaktyce przez gwiazdy i zjonizowane gazy, żeby zrekonstruować historię formowania się galaktyki przy użyciu algorytmów stosowanych w genetyce.
Nazwa „Fado” pochodzi od łacińskiego słowa fatum, które oznacza 'przeznaczenie' lub 'los', odwołuje się więc do przekonania, że wszystko we Wszechświecie ma swój los, który możemy poznać. Fado jest także tradycyjnym portugalskim gatunkiem muzycznym, nazwa jest więc także hołdem dla portugalskiego dziedzictwa kulturowego.
Każda galaktyka ma swoje fado – swoją opowieść biograficzną, zaczynającą się w momencie narodzin jej pierwszych gwiazd. Językiem, w którym zapisana jest ta opowieść, jest jej widmo spektroskopowe, które zawiera w sobie „skamieniałe” ślady licznych populacji gwiazdowych, formujących się przez miliardy lat, oraz gazy zjonizowane przez promieniowanie tych gwiazd.
Odszyfrowywanie historii formowania się gwiazd w galaktykach z ich widma jest jednym z największych wyzwań, które stają przed astronomią. To, co wyróżnia FADO i świadczy o jego innowacyjności, to posłużenie się algorytmami stosowanymi w genetyce. Symulują one ewolucję galaktyki, tak jakby to była ewolucja żywego organizmu.
Mechanizm polega na „wyhodowaniu” dla galaktyki wielu nici genetycznych, każdej określonej za pomocą zestawu parametrów (podobnie jak w kodzie DNA), które zmieniają są przez wymianę „chromosomów”, mutacje i efekt selekcji, tak długo, aż osiągnięty zostanie rezultat odpowiadający obserwowanej populacji gwiazd i emitowanych gazów.
Wcześniejsze modele obliczeniowe przygotowane do tego celu były narażone na pewne nieścisłości, między innymi dlatego, że brały one pod uwagę tylko światło gwiazd, podczas gdy wkład zjonizowanych gazów może stanowić aż do 50 proc. światła emitowanego przez galaktykę.
– FADO jest pierwszym kodem, który bierze pod uwagę równocześnie światło gwiazd i zjonizowanych gazów w obserwowanej galaktyce. Łączy ono różne perspektywy obliczeniowe, upewniając nas, że obliczona dla galaktyki historia formowania się gwiazd zgadza się z obserwowaną emisją gazów. To unikatowe dzisiaj, samokontrolujące się rozwiązanie, które w połączeniu z innowacyjnymi matematycznymi podstawami FADO pozwoli nam uzyskać nieosiągalną dotąd precyzję wglądu w historię tworzenia się galaktyk – mówi Polychronis Papaderos.
FADO będzie istotnym narzędziem analitycznym, którym posługiwać się będą instrumenty badawcze nowej generacji, w które wyposażone jest Europejskie Obserwatorium Południowe, jedno z najbardziej efektywnych obserwatoriów astronomicznych na świecie. W jego pracach bierze udział wiele europejskich krajów, w tym Polska.
Źródło: artykuł FADO: a ground-breaking tool to reconstruct the history of galaxies na stronie Instituto de Astrofisica e Ciencias do Espaco
