Jak białe karły pożerają planety
Astronomowie odkryli, że niektóre białe karły w Drodze Mlecznej są „zanieczyszczone”. Dzieje się tak, ponieważ „pochłaniają” one planet na swojej orbicie. Zjawisko to jest niezwykle trudne do wykrycia, ale dzięki sztucznej inteligencji naukowcy mogą uchwycić je coraz częściej.
W przeszłości astronomowie musieli ręcznie przeglądać góry danych z przeglądów w poszukiwaniu śladów wskazujących na to, że białe karły pochłaniają otaczające je planety. Jednak dzięki zastosowaniu nowatorskiej formy sztucznej inteligencji, zwanej „manifold learning”, badacze z University of Texas w Austin, pod kierownictwem Malii Kao, przyspieszyli ten proces, prowadząc do 99 proc. skuteczności w identyfikacji. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal.
Białe karły to jak tłumacza naukowcy, gwiazdy znajdujące się w końcowej fazie życia. Zużyły swoje paliwo, wypuściły zewnętrzne warstwy w przestrzeń kosmiczną i powoli stygną. Słońce również stanie się nim stanie, ale za około 6 miliardów lat.
Czasami planety krążące wokół białego karła są wciągane przez jego grawitację, rozrywane i pochłaniane. Kiedy tak się dzieje, gwiazda zostaje „zanieczyszczona” metalami ciężkimi z wnętrza globu. Ponieważ atmosfery białych karłów składają się prawie wyłącznie z wodoru i helu, obecność innych pierwiastków może zostać wykryta za pomocą urządzeń astronomicznych.
„W przypadku zanieczyszczonych białych karłów wnętrze planety jest dosłownie wypalone na powierzchni gwiazdy, dzięki czemu możemy ją zobaczyć. Zanieczyszczone białe karły są obecnie najlepszym sposobem, w jaki możemy scharakteryzować wnętrza planet” – mówi Kao.
Niestety jak podkreślają badacze, dowody na istnienie takich gwiazd – które są identyfikowane na podstawie zawartości zanieczyszczających metali w ich atmosferach – mogą być subtelne i trudne do wykrycia. Do tego astronomowie muszą je znaleźć w stosunkowo krótkim czasie. Chociaż naukowcy mogą identyfikować te obiekty poprzez analizę danych z przeglądów astronomicznych, może to być czasochłonne. Aby przetestować szybszy proces, naukowcy zastosowali sztuczną inteligencję do danych dostępnych z teleskopu kosmicznego Gaia.
„Gaia zapewnia jeden z największych do tej pory przeglądów spektroskopowych białych karłów, ale dane mają tak niską rozdzielczość, że myśleliśmy, że nie będzie możliwe znalezienie za ich pomocą zanieczyszczonych białych karłów, jednak się to udało” – twierdzi Keith Hawkins z University of Texas.
Aby znaleźć te nieuchwytne gwiazdy, astronomowie wykorzystali technikę sztucznej inteligencji zwaną „manifold learning”. Dzięki niej algorytm szuka podobnych cech w zestawie danych i grupuje te elementy na uproszczonym, wizualnym wykresie. Naukowcy mogą następnie przejrzeć wykres i zdecydować, które skupiska wymagają dalszego badania.
Badacze stworzyli algorytm do sortowania ponad 100 tysięcy możliwych białych karłów. Spośród nich zdaniem naukowców, jedna gromada składająca się z 375 gwiazd wyglądała obiecująco – wykazały one kluczową cechę posiadania metali ciężkich w swoich atmosferach. Dalsze obserwacje za pomocą teleskopu Hobby-Eberly w McDonald Observatory UT potwierdziły podejrzenia astronomów.
„Nasza metoda może dziesięciokrotnie zwiększyć liczbę znanych zanieczyszczonych białych karłów, pozwalając nam lepiej zbadać różnorodność i geologię planet poza naszym Układem Słonecznym. Ostatecznie chcemy ustalić, czy życie może istnieć gdzieś indziej w kosmosie. Jeśli nasz jest wyjątkowy wśród układów planetarnych, może być również wyjątkowy pod względem zdolności do podtrzymywania życia” – podsumowuje Kao.
Emil Gołoś
