Ein Team von Astrophysikern unter der Leitung der Universität Tokio nutzte maschinelles Lernen zur Analyse
Die meisten Elemente sind schwerer als KohlenstoffUniversum, werden durch Supernova-Explosionen erzeugt. Die ersten Sterne hatten keine so schweren Elemente, sie hatten eine geringe Metallizität. Die nächste Generation von Sternen enthielt nur eine kleine Menge der schweren Elemente, die von den ersten Sternen produziert wurden. Sterne wie die Sonne gehören zur dritten Generation und enthalten noch mehr dieser Elemente.
Forscher untersuchten 450 Sterne in der Milchstraße mitextrem niedrige Metallizität, die für Sterne der zweiten Generation charakteristisch ist. Es wird angenommen, dass sie durch Supernova-Explosionen entstanden sind, die die Entwicklung der ersten Sterne im Universum beendeten. Ob diese Sterne durch eine oder mehrere Explosionen entstanden sind, testeten die Astrophysiker mit einem trainierten neuronalen Netz.
Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung verschiedener Sterne.Rote Sterne entstanden durch die Explosion mehrerer Supernovae, blaue Sterne enthalten Elemente einer Explosion. Bild: Hartwig et al., The Astrophysical Journal
Mit einem speziell entwickelten Algorithmusmaschinelles Lernen, das auf theoretische Modelle der Supernova-Nukleosynthese trainiert wurde, fanden sie heraus, dass 68 % der beobachteten Sterne mit extrem niedrigem Metallgehalt einen chemischen Fingerabdruck aufweisen, der mit der Anreicherung mehrerer früherer Supernovae übereinstimmt.
Die Theorie der ersten Sterne sagt uns, dass sie es müssenmassiver sein als die Sonne. Die natürliche Erwartung war, dass der erste Stern in einer Gaswolke geboren wurde, deren Masse millionenfach größer ist als die unseres Sterns. Unsere Entdeckung beweist jedoch überzeugend, dass die ersten Sterne nicht einzeln geboren wurden, sondern als Teil eines Sternhaufen-, Doppel- oder Mehrsternsystems entstanden sind.
Chiaki Kobayashi, Co-Autor der Studie an der University of Hertfordshire
Die Forscher stellen fest, dass diese Ergebnissebasieren nur auf einer kleinen Stichprobe eng beieinander liegender Sterne. Beobachtungen von Sternen der zweiten Generation mit leistungsstarken Teleskopen in den kommenden Jahren werden diese Theorie bestätigen.
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Auf dem Cover: eine künstlerische Illustration der Geburt von Sternen am Rande von Explosionen mehrerer nahegelegener Supernovae. Bild: Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe