Tidigare i år identifierade en maskininlärningsalgoritm upp till 5 000 potentiella gravitationslinser som kan förändra vår förmåga att kartlägga utvecklingen av galaxer sedan Big Bang.

Nu har astronomen Kim-Vy Tran från ASTRO 3D och UNSW Sydney och kollegor bedömt 77 av linserna med hjälp av Keck Observatory i Hawaii och Very Large Telescope i Chile. Hon och hennes internationella team bekräftade att 68 av de 77 är starka gravitationslinser som spänner över stora kosmiska avstånd.

Denna framgångsgrad på 88 % tyder på att algoritmen är tillförlitlig och att vi skulle kunna ha tusentals nya gravitationslinser. Hittills har gravitationslinser varit svåra att hitta och endast ett hundratal används rutinmässigt.

Kim-Vy Trans tidning publicerad idag i The Astronomical Journal presenterar spektroskopisk bekräftelse av starka gravitationslinser som tidigare identifierats med Convolutional Neural Networks, utvecklade av dataforskaren Dr. Colin Jacobs vid ASTRO 3D och Swinburne University.

Arbetet är en del av ASTRO 3D Galaxy Evolution with Lenses (AGEL)-undersökningen.

"Vår spektroskopi gjorde det möjligt för oss att kartlägga en 3D-bild av gravitationslinserna för att visa att de är äkta och inte bara slumpmässiga överlagringar", säger motsvarande författare Dr. Tran från ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3-Dimensions (ASTRO3D) och University of NSW (UNSW).

"Vårt mål med AGEL är att spektroskopiskt bekräfta omkring 100 starka gravitationslinser som kan observeras från både norra och södra halvklotet under hela året", säger hon.

Uppsatsen är resultatet av ett samarbete som spänner över hela världen med forskare från Australien, USA, Storbritannien och Chile.

Arbetet möjliggjordes av utvecklingen av algoritmen för att leta efter vissa digitala signaturer.

"Med det kunde vi identifiera många tusen linser jämfört med bara några få handfulla," säger Dr. Tran.

Gravitationslinsning identifierades först som ett fenomen av Einstein som förutspådde att ljus böjer sig runt massiva föremål i rymden på samma sätt som ljus böjer sig genom en lins.

Genom att göra det förstorar den bilder av galaxer som vi annars inte skulle kunna se.

Även om det har använts av astronomer för att observera galaxer på långt håll under lång tid, har det blivit slumpmässigt att hitta dessa kosmiska förstoringsglas.

"Dessa linser är väldigt små så om du har suddiga bilder kommer du inte riktigt att kunna upptäcka dem", säger Dr. Tran.

Medan dessa linser låter oss se föremål som är miljontals ljusår bort tydligare, borde de också låta oss "se" osynlig mörk materia som utgör större delen av universum.

"Vi vet att det mesta av massan är mörk", säger Dr Tran. "Vi vet att massa är böjningsljus och så om vi kan mäta hur mycket ljus som böjs kan vi dra slutsatsen hur mycket massa som måste finnas där."

Att ha många fler gravitationslinser på olika avstånd kommer också att ge oss en mer komplett bild av tidslinjen som går tillbaka nästan till Big Bang.

"Ju fler förstoringsglas du har, desto bättre chans kan du försöka övervaka dessa mer avlägsna objekt. Förhoppningsvis kan vi bättre mäta demografin för mycket unga galaxer", säger Dr. Tran.

"Då någonstans mellan dessa riktigt tidiga första galaxer och oss finns det en hel del evolution som händer, med små stjärnbildande regioner som omvandlar orörd gas till de första stjärnorna till solen, Vintergatan."

"Och så med dessa linser på olika avstånd kan vi titta på olika punkter i den kosmiska tidslinjen för att spåra i huvudsak hur saker och ting förändras över tiden, mellan de allra första galaxerna och nu."

Dr. Trans team sträckte sig över hela världen, där varje grupp tillhandahöll olika expertis.

"Att kunna samarbeta med människor, på olika universitet, har varit så avgörande, både för att starta projektet i första hand och nu fortsätta med alla uppföljande observationer", säger hon.

Professor Stuart Wyithe vid University of Melbourne och chef för ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (Astro 3D) säger att varje gravitationslins är unik och berättar något nytt för oss.

"Förutom att vara vackra objekt, ger gravitationslinser ett fönster för att studera hur massan är fördelad i mycket avlägsna galaxer som inte är observerbara via andra tekniker. Genom att introducera sätt att använda dessa nya stora datamängder av himlen för att söka efter många nya gravitationslinser , öppnar teamet möjligheten att se hur galaxer får sin massa", säger han.

Professor Karl Glazebrook vid Swinburne University, och Dr. Tran's Co-Science Lead på tidningen, hyllade det arbete som hade gått innan.

"Den här algoritmen togs fram av Dr. Colin Jacobs vid Swinburne. Han sållade igenom tiotals miljoner galaxbilder för att beskära provet till 5 000. Vi hade aldrig drömt om att framgångsfrekvensen skulle vara så hög", säger han.

"Nu får vi bilder av dessa linser med Hubble Space Telescope, de sträcker sig från häpnadsväckande vackra till extremt märkliga bilder som kommer att ta oss stora ansträngningar att ta reda på."

Docent Tucker Jones vid UC Davis, en annan medvetenskaplig ledare på tidningen, beskrev det nya provet som "ett stort steg framåt för att lära sig hur galaxer bildas under universums historia."

"Vanligtvis ser dessa tidiga galaxer ut som små luddiga blubbar, men linsförstoringen gör att vi kan se deras struktur med mycket bättre upplösning. De är idealiska mål för våra kraftfullaste teleskop för att ge oss bästa möjliga bild av det tidiga universum", säger han .

"Tack vare linseffekten kan vi lära oss hur dessa primitiva galaxer ser ut, vad de är gjorda av och hur de interagerar med sin omgivning." + Utforska vidare

AI hittar mer än 1 200 kandidater för gravitationslinser