Was sind Sternfackeln?
Stellare Flares treten bei UV-Ceti-Sternen auf – das sind veränderliche Sterne.
Flare-Sterne sind schwache Rote Zwerge.mit geringer Masse, obwohl Flares werden auch bei Braunen Zwergen beobachtet. Viele der sonnennächsten Sterne, darunter Proxima Centauri, DX Cancri und Wolf 359, gehören zur Klasse der Flare-Sterne.
Ausbrüche können von Minuten bis zu mehreren dauernStunden beträgt das durchschnittliche Intervall zwischen ihnen eine Stunde bis zu zehn Tagen. Der Beginn eines Ausbruchs erfolgt viel schneller als das Aussterben, ein Stern kann seine Helligkeit in nur wenigen Sekunden verdoppeln. Während dieses Prozesses ändert sich das Spektrum des Sterns dramatisch.
Wissenschaftler glauben, dass Sonneneruptionen habenungefähr die gleiche Natur, obwohl sie viel schwächer sind. Darüber hinaus sind sie nicht nur in der relativen Größe schwächer (die Sonne ist viel heller als rote Zwerge, die Fackeln vom Typ UV-Ceti zeigen), sondern auch in der Menge der freigesetzten Energie.
Das Phänomen der Sternfackeln wird durch einen Anstieg der Energie von Infrarotphotonen bei Kollisionen mit schnellen Elektronen während des inversen Compton-Effekts oder der „Fast-Electron-Hypothese“ erklärt.
Wie werden Sternfackeln untersucht und warum ist es wichtig?
Bestimmung der Häufigkeit junger EruptionenSterne hilft Wissenschaftlern zu verstehen, wo sie nach bewohnbaren Planeten suchen müssen. Doch bisher erforderte die Suche nach diesen Fackeln die visuelle Untersuchung von mehr als tausend Veränderungen in der Helligkeit von Sternen – Lichtkurven.
Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern hat beschlossen, dies zu vereinfachenProzess mit maschinellem Lernen. Dadurch wird die Suche nach diesen Phänomenen schneller und effizienter. Zu diesem Zweck lehrten Astronomen ein neuronales Netzwerk, um die charakteristischen Lichtmuster eines Sternblitzes zu erfassen.
„Mit Hilfe eines neuronalen Netzwerks konnten wir mehr finden23.000 Fackeln auf Tausenden junger Sterne “, erklärt Dr. Montet, Professor an der Universität von New South Wales in Australien und Mitautor der Studie.
Künstlerisches Konzept HD 209458 b,Exoplaneten, deren Atmosphäre durch Strahlung des nächsten Muttersterns mit einer Geschwindigkeit von über 35.000 km / h platzt. Bildnachweis: NASA / Europäische Weltraumorganisation / Alfred Vidal-Madjar (Institut für Astrophysik von Paris, CNRS).
"Das Auffinden von Sternfackeln, die für die sich entwickelnde Atmosphäre nahegelegener Planeten tödlich sein können, wird dazu beitragen, sich auf die Suche nach bewohnbaren Planeten zu konzentrieren."
Die in Astronomisches Journalzeigen die vielversprechenden Anwendungen der KI in der Astronomie sowie ein besseres Verständnis der Entwicklung junger Sterne und ihrer Planeten.
„Natürlich, wenn wir von „jung“ sprechen„Mit Sternen meinen wir ein Alter von einer Million bis 800 Millionen Jahren“, betont Adina Fainstein, Doktorandin an der University of Chicago und Erstautorin des Artikels. „Alle Planeten um den Stern herum bilden sich zu diesem Zeitpunkt noch.“ Dies ist ein besonders wichtiger Zeitpunkt, und ein Flare des Sterns könnte leicht jegliches Wasser oder jede Atmosphäre verdampfen lassen.
- Erstellung eines neuronalen Netzwerks
Das TESS-Teleskop der NASA an BordDer Satellit, der seit 2018 die Erde umkreist, wurde speziell für die Suche nach Exoplaneten entwickelt. Fackeln von entfernten Sternen erscheinen in TESS-Bildern, aber herkömmliche Algorithmen sind schwierig, ihre Form zu bestimmen.
Besonders gut sind jedoch neuronale Netzebei der Suche nach Mustern wie die künstliche Intelligenz von Google, die beispielsweise Autos aus allen Bildern im Internet auswählt, und Astronomen greifen zunehmend auf sie zurück, um astronomische Daten zu klassifizieren.
Feinstein und Montet arbeiteten mit der Gruppe zusammenWissenschaftler der NASA, des Flatiron Institute, des Fermi National Accelerator Laboratory, des MIT und der University of Texas in Austin, um eine Reihe identifizierter und nicht-Flares zusammenzustellen, um ein neuronales Netzwerk zu trainieren.
- Versuchsergebnisse
Und das neuronale Netzwerk hat sich als sehr nützlich erwiesen, um kleine Fackeln zu erkennen. Sie sind mit anderen Methoden wirklich schwer zu finden, erklären die Forscher.
Nachdem Sie die Leistung des neuronalen Netzwerks sichergestellt haben,Die Forscher wendeten es auf einen vollständigen Datensatz an, der über 3.200 Sterne lieferte. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Sterne wie unsere Sonne nur wenige Fackeln hatten und 50 Millionen Jahre nach der Geburt des Sterns verschwunden zu sein scheinen. Das sind gute Nachrichten für die Menschheit.
„Durch die ruhigere Sternumgebung hat die Atmosphäre des Planeten bessere Überlebenschancen“, betont Feinstein.
Im Gegensatz dazu flackern kühlere Sterne, sogenannte rote Zwerge, viel häufiger auf. Kleine felsige Planeten, die solche Sterne umkreisen, haben kaum eine Chance, Leben zu schaffen.
Übrigens wollen Wissenschaftler das neuronale Netzwerk anpassen, um Planeten zu finden, die sich um junge Sterne verstecken.
Auf der Suche nach bewohnbaren Planeten
In einer anderen Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurdeMonatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: Briefe,bestätigte die Theorie, dass Sternfackeln auftretentragen nicht besonders zur Entstehung von Leben auf jungen Planeten bei. Darüber hinaus haben Wissenschaftler ein Muster zwischen der Intensität von Sternausbrüchen und ihrer Wirkung auf die Atmosphäre von Planeten entdeckt.
Ein internationales Wissenschaftlerteam hat anhand der berechneten Erosionsraten der Planetenatmosphäre herausgefunden, welche Sterne am wahrscheinlichsten bewohnbare Exoplaneten enthalten.
Bildnachweis: University of New South Wales.
Forscher haben nachgewiesen, dass häufige Ausbrüche mitNiedrige Energie hat einen größeren Einfluss auf die Atmosphäre des Exoplaneten als weniger häufige, aber energiereiche Fackeln. Planeten mit schwachen und seltenen Fackeln haben eher Leben auf Planeten. Zu solchen Sternen gehört zum Beispiel unsere Sonne. Gute Nachrichten für Erdbewohner! Die Forscher fanden auch heraus, wie verschiedene Arten von Sternen aus Sternfackeln extreme ultraviolette Strahlung (XUV) erzeugen und wie sich dies auf nahegelegene Planeten auswirkt.
Es ist wichtig zu verstehen, dass die Fähigkeit zur AufrechterhaltungAtmosphäre ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Bewohnbarkeit des Planeten. Da die Auswirkungen der Sternaktivität noch nicht gut verstanden sind, wird die Studie von Wissenschaftlern des Space Science Center der New York University Abu Dhabi (NYUAD) die Untersuchung von Exoplaneten auf ihre Bewohnbarkeit erleichtern. Die Studie unterstreicht auch die Notwendigkeit einer besseren numerischen Modellierung des atmosphärischen Entweichens – also der Art und Weise, wie Planeten atmosphärische Gase in den Weltraum abgeben –, da dies zu atmosphärischer Erosion und einer Verringerung der Bewohnbarkeit des Planeten führen kann.
Angesichts der unmittelbaren Nähe von ExoplanetenFür Sterne ist es wichtig zu verstehen, wie sich das „Weltraumwetter“ auf ihnen auf die Bewohnbarkeit von Exoplaneten auswirken kann. Der nächste Schritt der Wissenschaftler wird darin bestehen, den Datensatz zu erweitern, um Sternausbrüche von weiteren Sternen zu analysieren. Ziel ist es, die langfristigen Auswirkungen der Sternaktivität auf die Atmosphäre von Exoplaneten zu erkennen und potenziell bewohnbare Planeten zu finden.
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