Blogg

Mot rymden med analys?

Tack vare stora teleskop och nya, allt mer avancerade mätinstrument kan världen observeras och kartläggas mer och mer exakt. I likhet med många andra områden inom vetenskap och företagande har astronomin påverkats fundamentalt av de senaste årtiondenas digitalisering och den explosionsartade tillväxten av data. Denna utveckling har lett till att mängden av astronomiska data uppskattas att fördubblas varje år och utvecklingen förväntas fortsätta i samma riktning. På grund av de stora datamängderna har avancerade analytiska och statistiska metoder blivit allt viktigare vid analys av data.

Ett exempel finns i forskningen av galaxer. Dessa är bland de största strukturerna i universum. De har diametrar på miljoner ljusår och deras massa kan vara upp till en miljard gånger större än solens massa. Eftersom galaxgrupperna hör till världsaltets största strukturer, kan man genom att forska i deras antal och utvecklingshistoria dra slutsatser om hela universums egenskaper och till exempel mörk energi.

För detta måste man observera ett så stort antal galaxgrupper som möjligt samt bestämma deras massa så exakt som möjligt. Galaxgrupperna hittar man bäst med hjälp av röntgenstrålningen från den heta intergalaktiska gasen. Denna strålning kan upptäckas med röntgenteleskop i rymden. På detta sätt har man kunnat identifierat tusentals galaxgrupper.

Antalet kommer att växa under de närmaste åren till uppskattningsvis hundratusen, som är en ansenlig del av galaxgruppernas uppskattade antal i hela universum. Då skulle man kunna kartlägga majoriteten av världsaltets största byggklossar. En flaskhals för ovanämnda kosmologiska undersökningar blir bestämmandet av massan: exakta massor mäts via gravitationslinsfenomenet och detta kan endast utföras för något tusental objekt.

I detta fall kan man ändå få fram en modell där man kan uppskatta galaxgruppens massa på basis av röntgenstrålningens absoluta ljusstyrka. Den absoluta ljusstyrkan kan bestämmas när objektet har observerats och dess avstånd från jorden har mätts.

Lite förenklat kan man teoretiskt påvisa att det finns ett linjärt beroende mellan massans logaritm och den absoluta röntgenljusstyrkans logaritm. På basis av beroendet kan man göra en prediktiv modell som består av en vägd linjär regression mellan massans och den absoluta ljusstyrkans logaritmer.

I det här sammanhanget har 75 galaxgrupper använts som exempeldata. Modellen visar att det finns ett starkt beroende mellan ljusstyrkan och massan, och modellens noggrannhet är enhetlig med den teoretiska modellens noggrannhet. Med hjälp av modellen kan man alltså förutspå galaxgruppernas massa från ljusstyrkan. En analys som uppfyller alla vetenskapliga standarder skulle ytterligare kräva att till exempel mätfel och hur samplet konstrueras tas bättre i beaktande.

Exemplet visar att SPSS Modeler, som Houston Analytics använder, och prediktiv analys lämpar sig för att lösa de mest olikartade problem. Med hjälp av analys erbjuder Houston Analytics också lösningar för mera jordnära områden än de som presenterats här:

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1573-7