Wat zijn stellaire fakkels?
Stellaire uitbarstingen komen voor op sterren van het UV Ceti-type; dit zijn veranderlijke sterren.
Flare-sterren zijn zwakke rode dwergen.met een kleine massa, hoewel Flitsen worden ook waargenomen op bruine dwergen. Veel van de sterren die zich het dichtst bij de zon bevinden, waaronder Proxima Centauri, DX Cancri en Wolf 359, behoren tot de klasse van flitssterren.
Uitbraken kunnen van minuten tot meerdere durenuren, het gemiddelde interval tussen hen is van een uur tot tientallen dagen. Het begin van een uitbarsting vindt veel sneller plaats dan het uitsterven; een ster kan zijn helderheid in slechts enkele seconden verdubbelen. Tijdens dit proces verandert het spectrum van de ster dramatisch.
Wetenschappers geloven dat zonnevlammen dat hebbenongeveer dezelfde aard, hoewel ze veel zwakker zijn. Bovendien zijn ze niet alleen zwakker in relatieve grootte (de zon is veel helderder dan rode dwergen die uitbarstingen van het UV Ceti-type vertonen), maar ook in de hoeveelheid energie die vrijkomt.
Het fenomeen van stellaire uitbarstingen wordt verklaard door een toename van de energie van infraroodfotonen tijdens botsingen met snelle elektronen tijdens het inverse Compton-effect of de ‘snelle elektronenhypothese’.
Hoe worden stellaire uitbarstingen bestudeerd en waarom is het belangrijk?
Bepalen van de frequentie van jonge uitbarstingensterren helpt wetenschappers te begrijpen waar ze naar bewoonbare planeten moeten zoeken. Maar tot nu toe omvatte de zoektocht naar deze fakkels het met het oog bestuderen van meer dan duizend veranderingen in de helderheid van sterren: lichtcurven.
Een internationale groep wetenschappers besloot dit te vereenvoudigenproces met behulp van machine learning. Dit zal het zoeken naar deze verschijnselen sneller en efficiënter maken. Om dit te doen, leerden astronomen een neuraal netwerk om de karakteristieke lichtpatronen van een stellaire uitbarsting te detecteren.
“Met behulp van een neuraal netwerk hebben we meer kunnen vinden23.000 fakkels op duizenden jonge sterren ”, legt dr. Montet uit, professor aan de Universiteit van New South Wales in Australië en co-auteur van de studie.
Artistiek concept HD 209458 b,exoplaneten waarvan de atmosfeer barst met snelheden van meer dan 35.000 km / u door straling van de dichtstbijzijnde moederster. Krediet: NASA / ESA / Alfred Vidal-Madjar (Instituut voor Astrofysica van Parijs, CNRS).
"Het vinden van uitbarstingen van sterren die fataal kunnen zijn voor de zich ontwikkelende atmosferen van nabije planeten, zal helpen bij het zoeken naar bewoonbare planeten."
De resultaten gepubliceerd in Astronomisch tijdschrift, demonstreren het veelbelovende gebruik van AI in de astronomie, evenals een beter begrip van de evolutie van jonge sterren en hun planeten.
“Natuurlijk, als we het hebben over “jong”sterren, dan bedoelen we een leeftijd van een miljoen tot 800 miljoen jaar”, benadrukt Adina Fainstein, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Chicago en de eerste auteur van het artikel. “Op dit moment zijn er nog planeten rond de ster aan het vormen.” Dit is een bijzonder belangrijke tijd, en een uitbarsting van een ster kan gemakkelijk water of atmosfeer verdampen."
- Neurale netwerkcreatie
NASA's TESS-telescoop aan boordDe satelliet, die sinds 2018 in een baan om de aarde draait, is speciaal ontworpen om naar exoplaneten te zoeken. Fakkels van verre sterren verschijnen in TESS-afbeeldingen, maar traditionele algoritmen zijn moeilijk om hun vorm te bepalen.
Vooral neurale netwerken zijn echter goedbij het zoeken naar patronen zoals de kunstmatige intelligentie van Google, die bijvoorbeeld auto's selecteert uit alle afbeeldingen op internet, en astronomen wenden zich steeds vaker tot hen om astronomische gegevens te classificeren.
Feinstein en Montet werkten met de groep samenwetenschappers van NASA, het Flatiron Institute, Fermi National Accelerator Laboratory, MIT en de Universiteit van Texas in Austin om een reeks geïdentificeerde en niet-fakkels samen te stellen om een neuraal netwerk te trainen.
- Experiment resultaten
En het neurale netwerk is erg nuttig gebleken voor het detecteren van kleine fakkels. Ze zijn echt moeilijk te vinden met andere methoden, leggen de onderzoekers uit.
Nadat u zich heeft verzekerd van de prestaties van het neurale netwerk,de onderzoekers pasten het toe op een complete dataset die meer dan 3.200 sterren opleverde. Wetenschappers hebben ontdekt dat sterren zoals onze zon maar een paar uitbarstingen hadden en dat ze 50 miljoen jaar na de geboorte van de ster lijken te zijn verdwenen. Dit is goed nieuws voor de mensheid.
"Een rustiger stellaire omgeving betekent dat de atmosfeer van de planeet een betere overlevingskans heeft", benadrukt Feinstein.
Daarentegen flakkeren koelere sterren, rode dwergen genaamd, veel vaker op. Kleine rotsachtige planeten die in een baan om zulke sterren draaien, hebben weinig kans om leven te creëren.
Overigens willen wetenschappers het neurale netwerk aanpassen om te zoeken naar planeten die rond jonge sterren op de loer liggen.
Op zoek naar bewoonbare planeten
In een andere studie gepubliceerd in het tijdschriftMaandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society: brieven,bevestigde de theorie dat stellaire uitbarstingendragen niet bepaald bij aan de opkomst van leven op jonge planeten. Bovendien hebben wetenschappers een patroon ontdekt tussen de intensiteit van stellaire uitbarstingen en hun effect op de atmosfeer van planeten.
Een internationaal team van wetenschappers heeft uitgezocht welke sterren het meest waarschijnlijk bewoonbare exoplaneten bevatten, op basis van de berekende erosiesnelheden van planetaire atmosferen.
Krediet: Universiteit van New South Wales.
Onderzoekers hebben aangetoond dat er frequente uitbraken metlage energie heeft een grotere impact op de atmosfeer van de exoplaneet dan minder frequente, hoogenergetische fakkels. Planeten met zwakke en zeldzame fakkels hebben meer kans op leven op planeten. Zulke sterren zijn bijvoorbeeld onze zon. Goed nieuws voor aardbewoners! De onderzoekers ontdekten ook hoe verschillende soorten sterren extreme ultraviolette straling (XUV) produceren uit stellaire uitbarstingen en hoe dit nabijgelegen planeten beïnvloedt.
Het is belangrijk om te begrijpen dat het vermogen om te behoudenatmosfeer is een van de belangrijkste vereisten voor de bewoonbaarheid van de planeet. Omdat de effecten van stellaire activiteit nog niet goed zijn begrepen, zal het onderzoek door wetenschappers van het Space Science Center van de New York University Abu Dhabi (NYUAD) het gemakkelijker maken om de bewoonbaarheid van exoplaneten te onderzoeken. De studie benadrukt ook de noodzaak van betere numerieke modellering van atmosferische ontsnappingen – hoe planeten atmosferische gassen in de ruimte afgeven – omdat dit kan leiden tot atmosferische erosie en een afname van de bewoonbaarheid van de planeet.
Gezien de nabijheid van exoplanetenVoor sterren is het belangrijk om te begrijpen hoe ‘ruimteweer’ daarop de bewoonbaarheid van exoplaneten kan beïnvloeden. De volgende stap van de wetenschappers zal zijn om de dataset uit te breiden om stellaire uitbarstingen van meer sterren te analyseren. Het doel is om de langetermijneffecten van stellaire activiteit op de atmosfeer van exoplaneten te zien en potentieel bewoonbare planeten te vinden.
Lees ook
Onderzoek: sommige mensen hebben antistoffen tegen het coronavirus, hoewel ze die niet hadden
De grootste ijsberg ter wereld kan in botsing komen met een bewoond eiland
De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste