Co to są gwiezdne rozbłyski?
Rozbłyski gwiazdowe występują na gwiazdach UV Ceti, które są gwiazdami zmiennymi.
Gwiazdy rozbłyskowe to słabe czerwone karły.o małej masie, chociaż rozbłyski obserwuje się także na brązowych karłach Wiele gwiazd znajdujących się najbliżej Słońca, w tym Proxima Centauri, DX Cancri i Wolf 359, należy do klasy gwiazd rozbłyskowych.
Wybuchy mogą trwać od minut do kilkugodzin, średni odstęp między nimi wynosi od godziny do kilkudziesięciu dni. Wybuch następuje znacznie szybciej niż wygaśnięcie; gwiazda może podwoić swoją jasność w zaledwie kilka sekund. Podczas tego procesu widmo gwiazdy zmienia się dramatycznie.
Naukowcy uważają, że rozbłyski słoneczne tako tym samym charakterze, chociaż są znacznie słabsze. Co więcej, są one słabsze nie tylko pod względem wielkości względnej (Słońce jest znacznie jaśniejsze od czerwonych karłów wykazujących rozbłyski typu UV Ceti), ale także ilości uwalnianej energii.
Zjawisko rozbłysków gwiazdowych tłumaczy się wzrostem energii fotonów podczerwonych podczas zderzeń z szybkimi elektronami w ramach odwrotnego efektu Comptona, czyli „hipotezy szybkich elektronów”.
Jak bada się rozbłyski gwiezdne i dlaczego jest to ważne?
Określanie częstotliwości młodych erupcjigwiazdki pomaga naukowcom zrozumieć, gdzie szukać planet nadających się do zamieszkania. Jednak do tej pory poszukiwania tych rozbłysków obejmowały badanie naoczne ponad tysiąca zmian jasności gwiazd – krzywych blasku.
Międzynarodowa grupa naukowców postanowiła to uprościćproces wykorzystujący uczenie maszynowe. Dzięki temu poszukiwanie tych zjawisk będzie szybsze i bardziej efektywne. Aby to zrobić, astronomowie nauczyli sieć neuronową wykrywania charakterystycznych wzorców świetlnych wybuchu gwiazdy.
„Dzięki sieci neuronowej mogliśmy znaleźć więcej23 000 rozbłysków na tysiącach młodych gwiazd ”- wyjaśnia dr Montet, profesor Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Australii i współautor badania.
Koncepcja artystyczna HD 209458 b,egzoplanety, których atmosfera pęka z prędkością ponad 35 000 km / h przez promieniowanie od najbliższej gwiazdy macierzystej. Źródło: NASA / ESA / Alfred Vidal-Madjar (Instytut Astrofizyki w Paryżu, CNRS).
„Wykrywanie rozbłysków gwiezdnych, które mogą być śmiertelne dla rozwijających się atmosfer pobliskich planet, pomoże skupić się na znalezieniu planet nadających się do zamieszkania”.
Wyniki opublikowane w Astronomical Journal, pokazują obiecujące zastosowania sztucznej inteligencji w astronomii, a także lepsze zrozumienie ewolucji młodych gwiazd i ich planet.
„Oczywiście, jeśli mówimy o młodych”gwiazd, mamy na myśli wiek od miliona do 800 milionów lat” – podkreśla Adina Fainstein, absolwentka Uniwersytetu w Chicago i pierwsza autorka artykułu. „Wszelkie planety wokół gwiazdy wciąż się tworzą w tym momencie.” To szczególnie ważny moment, a rozbłysk gwiazdy może z łatwością wyparować całą wodę i atmosferę.”
- Tworzenie sieci neuronowych
Teleskop NASA TESS na pokładzieSatelita, który krąży wokół Ziemi od 2018 roku, jest specjalnie zaprojektowany do poszukiwania egzoplanet. Rozbłyski odległych gwiazd pojawiają się na obrazach TESS, ale tradycyjne algorytmy są trudne do określenia ich kształtu.
Jednak sieci neuronowe są szczególnie dobrew wyszukiwaniu wzorców, takich jak sztuczna inteligencja Google, która wybiera na przykład samochody ze wszystkich zdjęć w internecie, astronomowie coraz częściej zwracają się do nich w celu klasyfikacji danych astronomicznych.
Z grupą pracowali Feinstein i Montetnaukowcom z NASA, Instytutu Flatiron, Fermi National Accelerator Laboratory, MIT i Uniwersytetu Teksasu w Austin w celu skompletowania zestawu zidentyfikowanych i nierozbłysków do trenowania sieci neuronowej.
- Wyniki eksperymentu
Sieć neuronowa okazała się naprawdę przydatna do wykrywania małych rozbłysków. Naprawdę trudno je znaleźć innymi metodami - wyjaśniają naukowcy.
Po upewnieniu się o działaniu sieci neuronowej,naukowcy zastosowali go do pełnego zbioru danych, który dostarczył ponad 3200 gwiazd. Naukowcy odkryli, że gwiazdy takie jak nasze Słońce miały tylko kilka rozbłysków i wydaje się, że zniknęły 50 milionów lat po narodzinach gwiazdy. To dobra wiadomość dla ludzkości.
„Spokojniejsze środowisko gwiezdne oznacza, że atmosfera planety ma większe szanse na przetrwanie” - podkreśla Feinstein.
Natomiast chłodniejsze gwiazdy, zwane czerwonymi karłami, rozbłyskują znacznie częściej. Małe skaliste planety krążące wokół takich gwiazd mają niewielkie szanse na stworzenie życia.
Nawiasem mówiąc, naukowcy chcą przystosować sieć neuronową do poszukiwania planet czających się wokół młodych gwiazd.
W poszukiwaniu planet nadających się do zamieszkania
W innym badaniu opublikowanym w czasopiśmieMiesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego: Listy,potwierdził teorię, że rozbłyski gwiazdowenie przyczyniają się szczególnie do pojawienia się życia na młodych planetach. Ponadto naukowcy odkryli zależność pomiędzy intensywnością rozbłysków gwiazdowych a ich wpływem na atmosferę planet.
Na podstawie obliczonych wskaźników erozji atmosfer planetarny międzynarodowy zespół naukowców ustalił, które gwiazdy mogą zawierać egzoplanety nadające się do zamieszkania.
Źródło: Uniwersytet Nowej Południowej Walii.
Badacze wykazali, że częste ogniska zniska energia ma większy wpływ na atmosferę egzoplanety niż rzadsze rozbłyski o wysokiej energii. Planety ze słabymi i rzadkimi rozbłyskami mają większe szanse na życie na planetach. Do takich gwiazd zalicza się na przykład nasze Słońce. Dobra wiadomość dla Ziemian! Naukowcy odkryli również, w jaki sposób różne typy gwiazd wytwarzają ekstremalne promieniowanie ultrafioletowe (XUV) z rozbłysków gwiazd i jak wpływa to na pobliskie planety.
Ważne jest, aby zrozumieć, że zdolność do utrzymaniaatmosfera jest jednym z najważniejszych wymogów warunkujących możliwość zamieszkania na planecie. Ponieważ skutki aktywności gwiazd nie zostały dobrze poznane, badania przeprowadzone przez naukowców z Centrum Nauk Kosmicznych na Uniwersytecie Nowojorskim w Abu Dhabi (NYUAD) ułatwią badanie egzoplanet pod kątem możliwości zamieszkania. Badanie podkreśla również potrzebę lepszego modelowania numerycznego ucieczki z atmosfery – sposobu, w jaki planety uwalniają gazy atmosferyczne w przestrzeń kosmiczną – ponieważ może to prowadzić do erozji atmosfery i zmniejszenia możliwości zamieszkania na planecie.
Biorąc pod uwagę bliskość egzoplanetdo gwiazd, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób panująca na nich „pogoda kosmiczna” może wpływać na możliwość zamieszkania na egzoplanetach. Kolejnym krokiem naukowców będzie poszerzenie zbioru danych w celu analizy rozbłysków pochodzących z większej liczby gwiazd. Celem jest zobaczenie długoterminowego wpływu aktywności gwiazd na atmosferę egzoplanet i znalezienie planet potencjalnie nadających się do zamieszkania.
Czytaj także
Badania: niektórzy ludzie mają przeciwciała przeciwko koronawirusowi, chociaż nie zachorowali
Największa góra lodowa na świecie może zderzyć się z zamieszkaną wyspą
Lodowiec Doomsday okazał się bardziej niebezpieczny, niż sądzili naukowcy. Mówimy najważniejsze