Rumslig fördelning av YSO-kandidatgrupper (röda cirklar) i området Solar. Solen representeras av den gula symbolen i mitten, och segmenten av den galaktiska skivan som har inkluderats i SPICY-studien är vita, medan de andra är gråa. De ungefärliga positionerna för Vintergatans spiralarmar visas i mörkare grått. Kredit:Cosmostatistics Initiative
Ett internationellt team av astronomer från Cosmostatistics Initiative (COIN) identifierade nästan 120, 000 nya unga stjärnobjekt (YSO) baserade på data från Infrared Array Camera från NASA:s Spitzer Space Telescope. Den slutliga katalogen, heter SPICY (Spitzer/IRAC Candidate YSO Catalogue), är allmänt tillgänglig för alla som vill studera de första stadierna av stjärnutveckling.
Stjärnor är byggstenarna i alla strukturer i vårt universum. De är ansvariga för att producera de mer komplexa kemiska elementen, sprider dem genom rymden, antände bildandet av planeter och slutligen, bildar den nödvändiga miljön för livets utveckling. Att förstå de tidigare stadierna av stjärnutvecklingen är det första steget mot en bättre förståelse av hur vår egen sol bildades och kan ge viktiga ledtrådar om vilka regioner i vår Vintergatan som har potential att vara värd för planetsystem som liknar vårt eget.
Spitzer Space Telescope ägnade mycket tid åt att skanna stora delar av vår galax i jakten på YSO:er. Vår galax är formad som en skiva, med både vår sol och stjärnbildande regioner belägna inuti skivan, vilket betyder att de flesta stjärnbildande regioner kan hittas i en tunn remsa som cirklar himlen. Under en observationskampanj vid namn GLIMPSE, Spitzer tog högupplösta bilder av denna remsa och avslöjade tiotals miljoner stjärnor. Dock, detta ställde en annan mycket svår fråga:hur hittar man unga stjärnor bland de tiotals miljoner objekt som finns i en så stor datamängd?
Infraröda Spitzer-bilder centrerade på flera YSO-kandidater. Nebulositet finns runt många av föremålen. Några av stjärnorna kan vara svåra att se på grund av de höga kontrasterna som måste tillgodoses vid framställning av dessa falska färgbilder. Kredit:Cosmostatistics Initiative
För att lösa detta pussel, medlemmar av Cosmostatistics Initiative använde ett klassificeringsschema som använder flexibiliteten hos banbrytande maskininlärning och kurerade YSO-datauppsättningar för att dra full nytta av IRAC:s rumsliga upplösning och känslighet i det mellaninfraröda ~3–9 μm-området. Multi-våglängds färg-/magnitudfördelningar ger intuition om hur klassificeraren separerar YSO:er från andra röda IRAC-källor och validerar att provet överensstämmer med förväntningarna på skiva/envelopp-bärande stjärnor i före-huvudsekvensen.
Rumslig fördelning av KRYDDA YSO-kandidaterna bland Vintergatans konstellationer. Kredit:Cosmostatistics Initiative
Beläget i det inre området av det galaktiska mittplanet, de flesta av kandidaterna befinner sig i regioner med medelstor IR-nebulositet, förknippas med stjärnbildande moln, men andra visas utspridda i fält. Med hjälp av avståndsuppskattningar från ESA Gaia-satelliten, forskarna hittade grupper av YSO-kandidater associerade med den lokala armen, Skytten-Carina-armen, och Scutum-Centaurus-armen. YSO-kandidater som är synliga för Zwicky Transient Facility tenderar att uppvisa högre variabilitetsamplituder än slumpmässigt utvalda fältstjärnor av samma magnitud, med många variabler med hög amplitud som har ljuskurvmorfologier som är karakteristiska för YSO.
Enligt teamet, med tanke på att inga nuvarande eller planerade instrument kommer att avsevärt överstiga IRAC:s rumsliga upplösning samtidigt som de har dess kapacitet för kartläggning av stora områden, Spitzer-baserade kataloger som den här kommer att förbli huvudresurserna för mellaninfraröda YSO:er i det galaktiska mittplanet under den närmaste framtiden.
