Co jsou hvězdné erupce a jak ovlivňují planetární obyvatelnost?

Co jsou hvězdné světlice?

K hvězdným erupcím dochází na hvězdách typu UV Ceti – jedná se o proměnné hvězdy.

které prudce a neperiodicky zvyšují svítivost několikanásobně v celém rozsahu - od rádiových vln až po rentgenové záření.

Světelné hvězdy jsou slabí červení trpaslíci.s malou hmotou, i když  záblesky jsou také pozorovány na hnědých trpaslících Mnoho hvězd nejblíže Slunci, včetně Proxima Centauri, DX Cancri a Wolf 359, patří do třídy zábleskových hvězd.

Záchvaty mohou trvat několik minuthodin, průměrný interval mezi nimi je od hodiny do desítek dnů. Nástup výbuchu nastává mnohem rychleji než vyhynutí; hvězda dokáže zdvojnásobit svůj jas během několika sekund. Během tohoto procesu se spektrum hvězdy dramaticky mění.

Vědci věří, že sluneční erupce anopřibližně stejné povahy, i když jsou mnohem slabší. Kromě toho jsou slabší nejen v relativní velikosti (Slunce je mnohem jasnější než červení trpaslíci vykazující vzplanutí typu UV Ceti), ale také v množství uvolněné energie.

Fenomén hvězdných erupcí se vysvětluje zvýšením energie infračervených fotonů při srážkách s rychlými elektrony během inverzního Comptonova jevu neboli „hypotézy rychlých elektronů“.

Jak se studují hvězdné erupce a proč je to důležité?

Stanovení frekvence mladých erupcíhvězdy  pomáhá vědcům pochopit, kde hledat obyvatelné planety. Až dosud však hledání těchto erupcí zahrnovalo studium více než tisíce změn jasnosti hvězd – světelných křivek – okem.

Mezinárodní skupina vědců se to rozhodla zjednodušitproces pomocí strojového učení. Díky tomu bude hledání těchto jevů rychlejší a efektivnější. K tomu astronomové naučili neurální síť detekovat charakteristické světelné vzorce hvězdného blesku.

"S pomocí neuronové sítě jsme byli schopni najít další."23 000 vzplanutí na tisících mladých hvězd, “vysvětluje Dr. Montet, profesor na University of New South Wales v Austrálii a spoluautor studie.

Umělecký koncept HD 209458 b,exoplanety, jejichž atmosféra praská při rychlosti nad 35 000 km / h zářením z nejbližší mateřské hvězdy. Uznání: NASA / European Space Agency / Alfred Vidal-Majar (Institute of Astrophysics of Paris, CNRS).

„Detekce hvězdných erupcí, které mohou být fatální pro vyvíjející se atmosféru blízkých planet, pomůže zaměřit se na hledání obyvatelných planet.“

Výsledky publikované v Astronomický deník, demonstrovat slibné využití AI v astronomii, stejně jako lepší pochopení vývoje mladých hvězd a jejich planet.

„Samozřejmě, když mluvíme o „mladých“hvězd, máme na mysli věk od milionu do 800 milionů let,“ zdůrazňuje Adina Fainstein, postgraduální studentka Chicagské univerzity a první autorka článku. "Jakékoli planety kolem hvězdy se v tomto bodě stále tvoří." Toto je obzvláště důležitý čas a erupce z hvězdy by mohla snadno odpařit jakoukoli vodu nebo atmosféru."

  • Vytvoření neuronové sítě

Na palubě je dalekohled NASA TESSDružice, která obíhá kolem Země od roku 2018, je speciálně navržena pro hledání exoplanet. Na obrázcích TESS se objevují záře vzdálených hvězd, ale tradiční algoritmy je obtížné určit jejich tvar.

Zvláště dobré jsou však neuronové sítěpři hledání vzorců jako je umělá inteligence Google, která vybírá ze všech snímků na internetu například auta, a astronomové se na ně stále častěji obracejí s klasifikací astronomických dat.

Se skupinou spolupracovali Feinstein a Montetvědci z NASA, Flatiron Institute, Fermi National Accelerator Laboratory, MIT a University of Texas v Austinu, aby sestavili sadu identifikovaných a non-flare pro trénování neuronové sítě.

  • Výsledky experimentu

A neurální síť se ukázala jako opravdu užitečná pro detekci malých erupcí. Vědci vysvětlují, že je těžké je najít jinými metodami.

Poté, co se ujistíte o výkonu neuronové sítě,vědci jej aplikovali na kompletní datový soubor, který poskytl více než 3 200 hvězd. Vědci zjistili, že hvězdy jako naše Slunce měly jen několik erupcí a zdá se, že zmizely 50 milionů let po narození hvězdy. To je dobrá zpráva pro lidstvo.

„Tišší hvězdné prostředí znamená, že atmosféra planety má větší šanci na přežití,“ řekl Feinstein.

Naproti tomu chladnější hvězdy zvané červení trpaslíci vzplanou mnohem častěji. Malé skalní planety, které obíhají kolem takových hvězd, mají malou šanci na vytvoření života.

Mimochodem, vědci chtějí přizpůsobit neuronovou síť tak, aby našli planety skrývající se kolem mladých hvězd.

Při hledání obyvatelných planet

V jiné studii publikované v časopiseMěsíční oznámení Královské astronomické společnosti: Dopisy,potvrdil teorii, že hvězdné erupcenijak zvlášť nepřispívají ke vzniku života na mladých planetách. Kromě toho vědci objevili vzorec mezi intenzitou hvězdných erupcí a jejich vlivem na atmosféru planet.

Mezinárodní tým vědců zjistil, které hvězdy s největší pravděpodobností obsahují obyvatelné exoplanety, na základě vypočítaných rychlostí eroze planetárních atmosfér.

Zápočet: University of New South Wales.

Vědci prokázali, že časté ohniskanízká energie má větší dopad na atmosféru exoplanety než méně časté, ale vysoce energetické vzplanutí. Planety se slabými a vzácnými světlicemi na svých mateřských hvězdách mají větší šanci na život. Mezi takové hvězdy patří například naše Slunce. Dobrá zpráva pro pozemšťany! Vědci také zjistili, jak různé typy hvězd produkují extrémní ultrafialové záření (XUV) z hvězdných erupcí a jak to ovlivňuje blízké planety.

Je důležité pochopit, že schopnost udržetatmosféra je jedním z nejdůležitějších požadavků na obyvatelnost planety. Vzhledem k tomu, že účinky hvězdné aktivity nebyly dobře pochopeny, studie vědců z Space Science Center na New York University Abu Dhabi (NYUAD) usnadní studium obyvatelnosti exoplanet. Studie také zdůrazňuje potřebu lepšího numerického modelování atmosférického úniku – jak planety uvolňují atmosférické plyny do vesmíru – protože to může vést k atmosférické erozi a snížení obyvatelnosti planety.

Vzhledem k těsné blízkosti exoplanetpro hvězdy je důležité pochopit, jak „vesmírné počasí“ na nich může ovlivnit obyvatelnost exoplanet. Dalším krokem vědců bude rozšíření souboru dat pro analýzu hvězdných záblesků z více hvězd. Cílem je vidět dlouhodobé účinky hvězdné aktivity na atmosféru exoplanet a najít ty potenciálně obyvatelné.

Přečtěte si také

Výzkum: někteří lidé mají protilátky proti koronaviru, přestože neochoreli

Největší ledovec na světě se mohl srazit s obydleným ostrovem

Ledovec Doomsday se ukázal být nebezpečnějším, než si vědci mysleli. Říkáme hlavní věc